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15.21C: Microbiota geniturinária normal - Biologia

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A microflora vaginal consiste principalmente de várias espécies de lactobacilos.

objetivos de aprendizado

  • Reconhecer os tipos de bactérias presentes na microflora vaginal

Pontos chave

  • Se o número de micróbios crescer além de suas faixas típicas (geralmente devido a um sistema imunológico comprometido) ou se os micróbios povoarem áreas atípicas do corpo (como por meio de falta de higiene ou ferimentos), podem ocorrer doenças.
  • O distúrbio da flora vaginal pode causar vaginose bacteriana.

Termos chave

  • infecção do trato urinário: Encontrar bactérias ou outros microorganismos, como leveduras, na urina da bexiga com ou sem sintomas clínicos e com ou sem doença renal.

O Microbioma Geniturinário

O microbioma humano, ou microbiota humana, é o agregado de microrganismos que residem na superfície e nas camadas profundas da pele, na saliva e na mucosa oral, na conjuntiva e no trato gastrointestinal. Eles incluem bactérias, fungos e arqueas. Alguns desses organismos realizam tarefas úteis para o hospedeiro humano. No entanto, a maioria não tem efeitos benéficos ou prejudiciais conhecidos. Aqueles que se espera que estejam presentes e que em circunstâncias normais não causem doenças, mas participem na manutenção da saúde, são considerados membros da flora normal.

Populações de micróbios habitam a pele e a mucosa. Seu papel faz parte da fisiologia humana normal e saudável; no entanto, se o número de micróbios crescer além de seus intervalos normais (geralmente devido a um sistema imunológico comprometido) ou se os micróbios povoarem áreas atípicas do corpo (por exemplo, devido à falta de higiene ou ferimentos), podem ocorrer doenças.

Proporções de Micróbios

Estima-se que 500 a 1000 espécies de bactérias vivam no intestino humano e um número aproximadamente semelhante na pele. As células bacterianas são muito menores do que as células humanas e existem pelo menos dez vezes mais bactérias do que as células humanas no corpo (aproximadamente 1014 versus 1013) As bactérias da flora normal podem atuar como patógenos oportunistas em momentos de baixa imunidade. A microflora vaginal consiste principalmente de várias espécies de lactobacilos. Por muito tempo se pensou que a mais comum dessas espécies era Lactobacillus acidophilus, mas mais tarde foi mostrado que a mais comum é L. iners seguida por L. crispatus. Outros lactobacilos encontrados na vagina são L. jensenii, L. delbruekii e L. gasseri. O distúrbio da flora vaginal pode causar vaginose bacteriana.


Flora Vaginal

Kashif J. Piracha, MD, é um médico certificado com mais de 14 anos de experiência no tratamento de pacientes em hospitais de cuidados agudos e instalações de reabilitação.

A flora vaginal é a bactéria que vive dentro da vagina. A flora vaginal normal é dominada por várias espécies de lactobacilos.

Os lactobacilos ajudam a manter a vagina saudável ao produzir ácido lático, peróxido de hidrogênio e outras substâncias que inibem o crescimento de leveduras e outros organismos indesejados. Eles mantêm a vagina em um pH saudável em torno de 4.

Este ambiente levemente ácido ajuda a proteger contra infecções. O mesmo acontece com as outras substâncias que eles produzem. Essas bactérias são uma parte importante de um ecossistema vaginal saudável.


Conteúdo

Embora amplamente conhecido como flora ou microflora, este é um nome impróprio em termos técnicos, uma vez que a raiz da palavra flora pertence a plantas, e Biota refere-se à coleção total de organismos em um determinado ecossistema. Recentemente, o termo mais apropriado microbiota é aplicado, embora seu uso não tenha eclipsado o uso entrincheirado e o reconhecimento de flora no que diz respeito a bactérias e outros microorganismos. Ambos os termos estão sendo usados ​​em diferentes literaturas. [4]

Em 2014, foi frequentemente relatado na mídia popular e na literatura científica que existem cerca de 10 vezes mais células microbianas no corpo humano do que células humanas. Este número foi baseado em estimativas de que o microbioma humano inclui cerca de 100 trilhões de bactérias células e que um ser humano adulto normalmente tem cerca de 10 trilhões de células humanas. [8] Em 2014, a American Academy of Microbiology publicou um FAQ que enfatizou que o número de células microbianas e o número de células humanas são estimativas, e observou que pesquisas recentes chegaram a uma nova estimativa do número de células humanas - aproximadamente 37,2 trilhões, o que significa que a proporção de células microbianas para humanas, se a estimativa original de 100 trilhões de células bacterianas estiver correta, está mais próxima de 3: 1. [8] [9] Em 2016, outro grupo publicou uma nova estimativa da proporção de aproximadamente 1: 1 (1,3: 1, com "uma incerteza de 25% e uma variação de 53% sobre a população de homens padrão de 70 kg "). [10] [3]

Uma estimativa mais recente é uma proporção de 1,3 células bacterianas para cada célula humana, enquanto o número de fagos e vírus ultrapassa o número de células bacterianas em pelo menos uma ordem de magnitude a mais. O número de genes bacterianos (assumindo 1.000 espécies bacterianas no intestino com 2.000 genes por espécie) é estimado em 2.000.000 genes, 100 vezes o número de aproximadamente 20.000 genes humanos. [11]

O problema de elucidar o microbioma humano é essencialmente identificar os membros de uma comunidade microbiana que inclui bactérias, eucariotos e vírus. [12] Isso é feito principalmente usando estudos baseados em DNA, embora estudos baseados em RNA, proteínas e metabólitos também sejam realizados. [12] [13] Estudos de microbioma baseados em DNA geralmente podem ser categorizados como estudos de amplicons direcionados ou, mais recentemente, estudos metagenômicos shotgun. O primeiro se concentra em genes marcadores específicos conhecidos e é principalmente informativo taxonomicamente, enquanto o último é uma abordagem metagenômica inteira que também pode ser usada para estudar o potencial funcional da comunidade. [12] Um dos desafios que está presente nos estudos do microbioma humano, mas não em outros estudos metagenômicos, é evitar a inclusão do DNA do hospedeiro no estudo. [14]

Além de simplesmente elucidar a composição do microbioma humano, uma das principais questões envolvendo o microbioma humano é se existe um "núcleo", isto é, se existe um subconjunto da comunidade que é compartilhado pela maioria dos humanos. [15] [16] Se houver um núcleo, então seria possível associar certas composições da comunidade com estados de doença, que é um dos objetivos do Projeto Microbioma Humano. Sabe-se que o microbioma humano (como a microbiota intestinal) é altamente variável tanto dentro de um mesmo sujeito quanto entre diferentes indivíduos, fenômeno também observado em camundongos. [4]

Em 13 de junho de 2012, um marco importante do Projeto Microbioma Humano (HMP) foi anunciado pelo diretor do NIH, Francis Collins. [7] O anúncio foi acompanhado por uma série de artigos coordenados publicados na Nature [17] [18] e vários periódicos na Public Library of Science (PLoS) no mesmo dia. Ao mapear a composição microbiana normal de humanos saudáveis ​​usando técnicas de sequenciamento do genoma, os pesquisadores do HMP criaram um banco de dados de referência e os limites da variação microbiana normal em humanos. De 242 voluntários norte-americanos saudáveis, mais de 5.000 amostras foram coletadas de tecidos de 15 (homens) a 18 (mulheres) locais do corpo, como boca, nariz, pele, intestino delgado (fezes) e vagina. Todo o DNA, humano e microbiano, foi analisado com máquinas de sequenciamento de DNA. Os dados do genoma microbiano foram extraídos pela identificação do RNA ribossômico específico da bactéria, 16S rRNA. Os pesquisadores calcularam que mais de 10.000 espécies microbianas ocupam o ecossistema humano e identificaram 81 a 99% dos gêneros.

Edição de sequenciamento de espingarda

Freqüentemente, é difícil cultivar em comunidades de laboratório de bactérias, arquéias e vírus, portanto, as tecnologias de sequenciamento também podem ser exploradas na metagenômica. Na verdade, o conhecimento completo das funções e a caracterização de cepas microbianas específicas oferecem um grande potencial na descoberta terapêutica e na saúde humana. [19]

Coleta de amostras e extração de DNA Editar

O ponto principal é coletar uma quantidade de biomassa microbiana que seja suficiente para realizar o sequenciamento e para minimizar a contaminação da amostra por este motivo, técnicas de enriquecimento podem ser utilizadas. Em particular, o método de extração de DNA deve ser bom para todas as cepas bacterianas, para não ter os genomas das que são fáceis de lisar. A lise mecânica é geralmente preferida em vez da lise química, e o batimento de grânulos pode resultar em perda de DNA durante a preparação da biblioteca. [19]

Preparação da biblioteca e edição de sequenciamento

As plataformas mais utilizadas são Illumina, Ion Torrent, Oxford Nanopore MinION e Pacific Bioscience Sequel, embora a plataforma Illumina seja considerada a opção mais atraente devido à sua ampla disponibilidade, alto rendimento e precisão. Não há indicações quanto à quantidade correta de amostra a ser usada. [19]

Editar montagem de metagenoma

A abordagem de novo é explorada, porém, apresenta algumas dificuldades a serem superadas. A cobertura depende da abundância de cada genoma em sua comunidade específica. Os genomas de baixa abundância podem sofrer fragmentação se a profundidade do sequenciamento não for suficiente para evitar a formação de lacunas. Felizmente, existem montadores específicos de metagenoma para ajudar, uma vez que, se centenas de cepas estiverem presentes, a profundidade do sequenciamento precisa ser aumentada ao máximo. [19]

Edição Contig binning

Nem de qual genoma deriva cada contig, nem o número de genomas presentes na amostra são conhecidos a priori o objetivo desta etapa é dividir os contigs em espécies. Os métodos para realizar tal análise podem ser supervisionados (banco de dados com sequências conhecidas) ou não supervisionados (busca direta de grupos contig nos dados coletados). No entanto, ambos os métodos requerem um tipo de métrica para definir uma pontuação para a semelhança entre um contig específico e o grupo no qual deve ser colocado, e algoritmos para converter as semelhanças em alocações nos grupos. [19]

Análise após o processamento Editar

A análise estatística é essencial para validar os resultados obtidos (ANOVA pode ser usada para dimensionar as diferenças entre os grupos) se for emparelhada com ferramentas gráficas, o resultado é facilmente visualizado e compreendido. [19]

Uma vez que um metagenoma é montado, é possível inferir o potencial funcional do microbioma. Os desafios computacionais para esse tipo de análise são maiores do que para genomas únicos, porque geralmente os montadores de metagenomas têm qualidade inferior e muitos genes recuperados não estão completos ou fragmentados. Após a etapa de identificação do gene, os dados podem ser usados ​​para realizar uma anotação funcional por meio de alinhamento múltiplo dos genes alvo contra bancos de dados de ortólogos. [20]

Análise do gene marcador Editar

É uma técnica que explora primers para atingir uma região genética específica e permite determinar as filogenias microbianas. A região genética é caracterizada por uma região altamente variável que pode conferir identificação detalhada e é delimitada por regiões conservadas, que funcionam como sítios de ligação para primers usados ​​em PCR. O principal gene utilizado para caracterizar bactérias e arquéias é o gene 16S rRNA, enquanto a identificação de fungos é baseada no espaçador transcrito interno (ITS). A técnica é rápida e não tão cara e permite obter uma classificação de baixa resolução de uma amostra microbiana, sendo ideal para amostras que podem estar contaminadas pelo DNA do hospedeiro. A afinidade do primer varia entre todas as sequências de DNA, o que pode resultar em vieses durante a reação de amplificação. De fato, as amostras de baixa abundância são suscetíveis a erros de superamplificação, uma vez que os outros microrganismos contaminantes resultam em super-representados no caso de aumento dos ciclos de PCR. Portanto, a otimização da seleção de primers pode ajudar a diminuir tais erros, embora requeira conhecimento completo dos microrganismos presentes na amostra e suas abundâncias relativas. [21]

A análise do gene marcador pode ser influenciada pela escolha do primer neste tipo de análise, é desejável usar um protocolo bem validado (como o usado no Projeto Microbioma da Terra). A primeira coisa a fazer em uma análise de amplicon de gene marcador é remover erros de sequenciamento. Muitas plataformas de sequenciamento são muito confiáveis, mas a maior parte da aparente diversidade de sequência ainda se deve a erros durante o processo de sequenciamento. Para reduzir este fenômeno, uma primeira abordagem é agrupar sequências em unidades taxonômicas operacionais (OTUs): este processo consolida sequências semelhantes (um limite de similaridade de 97% é geralmente adotado) em um único recurso que pode ser usado em etapas de análise posteriores. descarte SNPs porque eles seriam agrupados em um único OTU. Outra abordagem é a oligotipagem, que inclui informações específicas de posição do sequenciamento de rRNA 16s para detectar pequenas variações de nucleotídeos e discriminar entre táxons distintos intimamente relacionados. Esses métodos fornecem como resultado uma tabela de sequências de DNA e contagens das diferentes sequências por amostra, em vez de OTU. [21]

Outra etapa importante na análise é atribuir um nome taxonômico às sequências microbianas nos dados. Isso pode ser feito usando abordagens de aprendizado de máquina que podem atingir uma precisão no nível de gênero de cerca de 80%. Outros pacotes de análise populares fornecem suporte para classificação taxonômica usando correspondências exatas para bancos de dados de referência e devem fornecer maior especificidade, mas pouca sensibilidade. O microrganismo não classificado deve ser verificado para sequências de organelas. [21]

Edição de análise filogenética

Muitos métodos que exploram a inferência filogenética usam o gene 16SRNA para Archea e Bacteria e o gene 18SRNA para Eucariotos. Os métodos comparativos filogenéticos (PCS) baseiam-se na comparação de características múltiplas entre microrganismos. O princípio é: quanto mais intimamente relacionados, maior o número de características que compartilham. Normalmente PCS são acoplados com mínimos quadrados generalizados filogenéticos (PGLS) ou outra análise estatística para obter resultados mais significativos. A reconstrução do estado ancestral é usada em estudos de microbioma para imputar valores de características para táxons cujas características são desconhecidas. Isso é comumente executado com PICRUSt, que depende dos bancos de dados disponíveis. As variáveis ​​filogenéticas são escolhidas pelos pesquisadores de acordo com o tipo de estudo: por meio da seleção de algumas variáveis ​​com informações biológicas significativas, é possível reduzir a dimensão dos dados a serem analisados. [22]

A distância de percepção filogenética é geralmente realizada com UniFrac ou ferramentas semelhantes, como o índice de Soresen ou o D de Rao, para quantificar as diferenças entre as diferentes comunidades. Todos esses métodos são afetados negativamente pela transmissão gênica horizontal (HGT), uma vez que pode gerar erros e levar à correlação de espécies distantes. Existem diferentes maneiras de reduzir o impacto negativo do HGT: o uso de vários genes ou ferramentas computacionais para avaliar a probabilidade de eventos HGT putativos. [22]

Edição de bactérias

Populações de micróbios (como bactérias e leveduras) habitam a pele e as superfícies mucosas em várias partes do corpo. Seu papel faz parte da fisiologia humana normal e saudável, no entanto, se o número de micróbios crescer além de seus intervalos típicos (muitas vezes devido a um sistema imunológico comprometido) ou se os micróbios povoarem (por exemplo, devido à falta de higiene ou lesão) áreas do corpo normalmente não colonizadas ou estéril (como o sangue, o trato respiratório inferior ou a cavidade abdominal), pode ocorrer doença (causando, respectivamente, bacteremia / sepse, pneumonia e peritonite). [ citação médica necessária ]

O Projeto Microbioma Humano descobriu que os indivíduos hospedam milhares de tipos de bactérias, diferentes locais do corpo tendo suas próprias comunidades distintas. A pele e os locais vaginais apresentaram menor diversidade do que a boca e o intestino, apresentando maior riqueza. A composição bacteriana de um determinado local do corpo varia de pessoa para pessoa, não apenas no tipo, mas também em abundância. Bactérias da mesma espécie encontradas em toda a boca são de vários subtipos, preferindo habitar locais distintos na boca. Mesmo os enterótipos no intestino humano, antes considerados bem compreendidos, são de um amplo espectro de comunidades com limites de táxons borrados. [23] [24]

Estima-se que 500 a 1.000 espécies de bactérias vivam no intestino humano, mas pertencem a apenas alguns filos: Firmicutes e Bacteroidetes dominam, mas também existem Proteobacteria, Verrucomicrobia, Actinobacteria, Fusobacteria e Cyanobacteria. [25]

Vários tipos de bactérias, como Actinomyces viscosus e A. naeslundii, vivem na boca, onde fazem parte de uma substância pegajosa chamada placa. Se não for removido com escovagem, endurece formando cálculo (também chamado de tártaro). As mesmas bactérias também secretam ácidos que dissolvem o esmalte dos dentes, causando a cárie dentária.

A microflora vaginal consiste principalmente de várias espécies de lactobacilos. Por muito tempo se pensou que o mais comum dessas espécies era Lactobacillus acidophilus, mas mais tarde foi mostrado que L. iners é de fato mais comum, seguido por L. crispatus. Outros lactobacilos encontrados na vagina são L. jensenii, L. delbruekii e L. gasseri. O distúrbio da flora vaginal pode levar a infecções, como vaginose bacteriana ou candidíase ("infecção por fungos").

Archaea Edit

Archaea estão presentes no intestino humano, mas, em contraste com a enorme variedade de bactérias neste órgão, o número de espécies de archaea é muito mais limitado. [26] O grupo dominante são os metanógenos, particularmente Methanobrevibacter smithii e Methanosphaera stadtmanae. [27] No entanto, a colonização por metanógenos é variável, e apenas cerca de 50% dos humanos têm populações facilmente detectáveis ​​desses organismos. [28]

Em 2007, não eram conhecidos exemplos claros de patógenos arqueológicos, [29] [30] embora uma relação tenha sido proposta entre a presença de alguns metanógenos e a doença periodontal humana. [31]

Fungi Edit

Fungos, em particular leveduras, estão presentes no intestino humano. [32] [33] [34] [35] Os mais bem estudados deles são Candida espécies devido à sua capacidade de se tornarem patogênicas em hospedeiros imunocomprometidos e até mesmo em hospedeiros saudáveis. [33] [34] [35] Leveduras também estão presentes na pele, [32] como Malassezia espécies, onde consomem óleos secretados pelas glândulas sebáceas. [36] [37]

Edição de vírus

Os vírus, especialmente os vírus bacterianos (bacteriófagos), colonizam vários locais do corpo. Esses locais colonizados incluem a pele, [38] intestino, [39] pulmões [40] e cavidade oral. [41] Comunidades de vírus foram associadas a algumas doenças e não refletem simplesmente as comunidades bacterianas. [42] [43] [44]

Edição de pele

Um estudo de 20 sítios de pele em cada um dos dez humanos saudáveis ​​encontrou 205 gêneros identificados em 19 filos bacterianos, com a maioria das sequências atribuídas a quatro filos: Actinobacteria (51,8%), Firmicutes (24,4%), Proteobacteria (16,5%) e Bacteroidetes ( 6,3%). [45] Um grande número de gêneros de fungos estão presentes na pele humana saudável, com alguma variabilidade por região do corpo, no entanto, durante condições patológicas, certos gêneros tendem a dominar na região afetada. [32] Por exemplo, Malassezia é dominante na dermatite atópica e Acremonium é dominante em couro cabeludo com caspa. [32]

A pele atua como uma barreira para deter a invasão de micróbios patogênicos. A pele humana contém micróbios que residem dentro ou sobre a pele e podem ser residenciais ou transitórios. Os tipos de microorganismos residentes variam em relação ao tipo de pele do corpo humano. A maioria dos micróbios reside nas células superficiais da pele ou prefere associar-se às glândulas. Essas glândulas, como as glândulas sebáceas ou sudoríparas, fornecem aos micróbios água, aminoácidos e ácidos graxos. Além disso, as bactérias residentes associadas às glândulas sebáceas são frequentemente Gram-positivas e podem ser patogênicas. [2]

Conjuntiva Editar

Um pequeno número de bactérias e fungos está normalmente presente na conjuntiva. [32] [46] Classes de bactérias incluem cocos Gram-positivos (por exemplo, Estafilococo e Streptococcus) e bastonetes e cocos Gram-negativos (por exemplo, Haemophilus e Neisseria) estão presentes. [46] Os gêneros de fungos incluem Candida, Aspergillus, e Penicillium. [32] As glândulas lacrimais secretam continuamente, mantendo a conjuntiva úmida, enquanto o piscar intermitente lubrifica a conjuntiva e lava o material estranho. As lágrimas contêm bactericidas como a lisozima, de modo que os microrganismos têm dificuldade em sobreviver à lisozima e se estabelecer nas superfícies epiteliais.

Edição do trato gastrointestinal

Em humanos, a composição do microbioma gastrointestinal é estabelecida durante o nascimento. [51] O parto por cesariana ou parto vaginal também influencia a composição microbiana do intestino. Os bebês nascidos através do canal vaginal têm uma microbiota intestinal benéfica e não patogênica, semelhante à encontrada na mãe. [52] No entanto, a microbiota intestinal de bebês nascidos de cesariana abriga bactérias mais patogênicas, como Escherichia coli e Staphylococcus, e leva mais tempo para desenvolver uma microbiota intestinal benéfica e não patogênica. [53]

A relação entre alguma flora intestinal e os humanos não é meramente comensal (uma coexistência não prejudicial), mas sim uma relação mutualística. [2] Alguns microrganismos do intestino humano beneficiam o hospedeiro ao fermentar a fibra dietética em ácidos graxos de cadeia curta (SCFAs), como o ácido acético e o ácido butírico, que são então absorvidos pelo hospedeiro. [4] [54] As bactérias intestinais também desempenham um papel na síntese de vitamina B e vitamina K, bem como na metabolização de ácidos biliares, esteróis e xenobióticos. [2] [54] A importância sistêmica dos SCFAs e outros compostos que eles produzem são como hormônios e a própria flora intestinal parece funcionar como um órgão endócrino, [54] e a desregulação da flora intestinal foi correlacionada com uma série de doenças inflamatórias e condições auto-imunes. [4] [55]

A composição da flora intestinal humana muda com o tempo, quando a dieta muda e como a saúde geral muda. [4] [55] Uma revisão sistemática de 15 ensaios humanos randomizados controlados de julho de 2016 descobriu que certas cepas comercialmente disponíveis de bactérias probióticas da Bifidobacterium e Lactobacillus gêneros (B. longum, B. breve, B. infantis, L. helveticus, L. rhamnosus, L. plantarum, e L. casei), quando tomado por via oral em doses diárias de 10 9-10 10 unidades formadoras de colônia (UFC) por 1 a 2 meses, possui eficácia de tratamento (ou seja, melhora os resultados comportamentais) em certos distúrbios do sistema nervoso central - incluindo ansiedade, depressão, autismo transtorno do espectro e transtorno obsessivo-compulsivo - e melhora certos aspectos da memória. [56] No entanto, alterações na composição da microbiota intestinal também foram correlacionadas com efeitos prejudiciais à saúde. Em um artigo publicado por Musso et al., Verificou-se que a microbiota intestinal de indivíduos obesos tinha mais Firmicutes e menos Bacteroidetes do que indivíduos saudáveis. [57] Acredita-se que essa mudança na proporção de micróbios pode contribuir para um aumento de bactérias mais eficientes na extração de energia dos alimentos. Os pesquisadores usaram o sequenciamento shotgun para comparar a microbiota de ratos obesos com ratos magros. Eles descobriram que os genomas de camundongos obesos consistiam em uma abundância de genes que codificam para enzimas capazes de quebrar polissacarídeos indigestíveis apenas pelo corpo humano. [58]

Além disso, um estudo feito por Gordon et al., Confirmou que é a composição da microbiota que causa a obesidade e não o contrário. Isso foi feito através do transplante da microbiota intestinal de camundongos obesos induzidos por dieta (DIO) ou camundongos controle magros em camundongos livres de germes magros que não têm um microbioma. Eles descobriram que os camundongos transplantados com microbiota intestinal de camundongos DIO tinham gordura corporal total significativamente maior do que os camundongos transplantados com microbiota magra de camundongos quando alimentados com a mesma dieta. [59]

Um estudo separado, concluído por Ridaura et al. em 2013, realizou o primeiro transplante de matéria fecal humana em camundongos livres de germes. As fezes humanas coletadas se originaram de gêmeas adultas com porcentagens de gordura corporal marcadamente diferentes. Os pesquisadores foram capazes de transferir essencialmente o fenótipo da obesidade e o fenótipo magro para camundongos, enquanto ambos estavam alimentando-se de ratos com baixo teor de gordura. Os camundongos com fezes derivadas do gêmeo obeso aumentaram o corpo total e a massa gorda, enquanto os camundongos com fezes derivadas do gêmeo mais magro não desenvolveram características ou sintomas de obesidade. [60]

Edição de uretra e bexiga

O sistema geniturinário parece ter uma microbiota, [61] [62] que é um achado inesperado à luz do uso de longa data de métodos de cultura microbiológica clínica padrão para detectar bactérias na urina quando as pessoas mostram sinais de infecção do trato urinário. comum para esses testes não mostrarem bactérias presentes. [63] Parece que os métodos de cultura comuns não detectam muitos tipos de bactérias e outros microorganismos que normalmente estão presentes. [63] A partir de 2017, métodos de sequenciamento foram usados ​​para identificar esses microrganismos para determinar se há diferenças na microbiota entre pessoas com problemas do trato urinário e aquelas que são saudáveis. [61] [62] Para avaliar adequadamente o microbioma da bexiga em oposição ao sistema geniturinário, a amostra de urina deve ser coletada diretamente da bexiga, o que geralmente é feito com um cateter. [64]

Vagina Edit

A microbiota vaginal se refere às espécies e gêneros que colonizam a vagina. Esses organismos desempenham um papel importante na proteção contra infecções e na manutenção da saúde vaginal. [65] Os microrganismos vaginais mais abundantes encontrados em mulheres na pré-menopausa são do gênero Lactobacillus, que suprimem os patógenos pela produção de peróxido de hidrogênio e ácido lático. [34] [65] [66] A composição e as proporções das espécies bacterianas variam dependendo do estágio do ciclo menstrual. [67] [68] [ precisa de atualização A etnia também influencia a flora vaginal. A ocorrência de lactobacilos produtores de peróxido de hidrogênio é menor em mulheres afro-americanas e o pH vaginal é maior. [69] Outros fatores influentes, como relação sexual e antibióticos, foram associados à perda de lactobacilos. [66] Além disso, estudos descobriram que a relação sexual com preservativo parece alterar os níveis de lactobacilos e aumenta o nível de Escherichia coli dentro da flora vaginal. [66] Mudanças na microbiota vaginal normal e saudável são uma indicação de infecções, [70] como candidíase ou vaginose bacteriana. [66] Candida albicans inibe o crescimento de Lactobacillus espécies, enquanto Lactobacillus espécies que produzem peróxido de hidrogênio inibem o crescimento e a virulência de Candida albicans na vagina e no intestino. [32] [34] [35]

Os gêneros de fungos que foram detectados na vagina incluem Candida, Pichia, Eurotium, Alternaria, Rhodotorula, e Cladosporium, entre outros. [32]

Edição de placenta

Até recentemente, a placenta era considerada um órgão estéril, mas foram identificados gêneros e espécies bacterianas não patogênicas comensais que residem no tecido placentário. [71] [72] [73]

Edição Útero

Até recentemente, o trato reprodutivo superior das mulheres era considerado um ambiente estéril. Uma variedade de microrganismos habita o útero de mulheres saudáveis ​​e assintomáticas em idade reprodutiva. O microbioma do útero difere significativamente daquele da vagina e do trato gastrointestinal. [74]

Cavidade oral Editar

O ambiente presente na boca humana permite o crescimento de microrganismos característicos ali encontrados. Fornece uma fonte de água e nutrientes, além de uma temperatura moderada. [2] Micróbios residentes da boca aderem aos dentes e gengivas para resistir à descarga mecânica da boca ao estômago, onde micróbios sensíveis ao ácido são destruídos pelo ácido clorídrico. [2] [34]

As bactérias anaeróbicas na cavidade oral incluem: Actinomyces, Arachnia, Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Fusobacterium, Lactobacillus, Leptotriquia, Peptococcus, Peptostreptococcus, Propionibacterium, Selenomonas, Treponema, e Veillonella. [75] [ precisa de atualização ] Gêneros de fungos que são freqüentemente encontrados na boca incluem Candida, Cladosporium, Aspergillus, Fusarium, Glomus, Alternaria, Penicillium, e Cryptococcus, entre outros. [32]

As bactérias se acumulam nos tecidos orais duros e moles no biofilme, permitindo que elas adiram e se esforcem no ambiente oral, protegidas de fatores ambientais e agentes antimicrobianos. [76] Saliva desempenha um papel homeostático de biofilme chave, permitindo a recolonização de bactérias para a formação e controle do crescimento, destacando o acúmulo de biofilme. [77] Ele também fornece um meio de nutrientes e regulação da temperatura. A localização do biofilme determina o tipo de nutrientes expostos que ele recebe. [78]

As bactérias orais desenvolveram mecanismos para detectar seu ambiente e escapar ou modificar o hospedeiro. No entanto, um sistema de defesa do hospedeiro inato altamente eficiente monitora constantemente a colonização bacteriana e evita a invasão bacteriana dos tecidos locais. Existe um equilíbrio dinâmico entre as bactérias da placa dentária e o sistema de defesa inato do hospedeiro. [79]

Esta dinâmica entre a cavidade oral do hospedeiro e os micróbios orais desempenha um papel fundamental na saúde e na doença, pois permite a entrada no corpo. [80] Um equilíbrio saudável apresenta uma relação simbiótica em que os micróbios orais limitam o crescimento e a aderência de patógenos, enquanto o hospedeiro fornece um ambiente para que eles floresçam. [80] [76] Mudanças ecológicas, como mudança do estado imunológico, mudança de micróbios residentes e mudança na disponibilidade de nutrientes de uma relação mútua para parasitária, resultando na tendência do hospedeiro a doenças orais e sistêmicas. [76] Doenças sistêmicas como diabetes e doenças cardiovasculares foram correlacionadas a problemas de saúde bucal. [80] De particular interesse é o papel dos microrganismos orais nas duas principais doenças dentárias: cárie dentária e doença periodontal. [79] A colonização de patógenos no periodonto causa uma resposta imunológica excessiva, resultando em uma bolsa periodontal - um espaço aprofundado entre o dente e a gengiva. [76] Isso atua como um reservatório rico em sangue protegido com nutrientes para patógenos anaeróbicos. [76] Doenças sistêmicas em vários locais do corpo podem resultar da entrada de micróbios orais no sangue, evitando as bolsas periodontais e as membranas orais. [80]

A higiene bucal adequada e persistente é o principal método de prevenção de doenças bucais e sistêmicas. [80] Ele reduz a densidade do biofilme e o crescimento excessivo de bactérias patogênicas potenciais, resultando em doenças. [78] No entanto, a higiene oral adequada pode não ser suficiente, pois o microbioma oral, a genética e as alterações na resposta imunológica desempenham um fator no desenvolvimento de infecções crônicas. [78] O uso de antibióticos pode tratar infecções já disseminadas, mas ineficazes contra bactérias em biofilmes. [78]

Lung Edit

Muito parecido com a cavidade oral, o sistema respiratório superior e inferior possuem impedimentos mecânicos para remover micróbios. As células caliciformes produzem muco que aprisiona os micróbios e os move para fora do sistema respiratório por meio de células epiteliais ciliadas em movimento contínuo. [2] Além disso, um efeito bactericida é gerado pelo muco nasal que contém a enzima lisozima. [2] O trato respiratório superior e inferior parece ter seu próprio conjunto de microbiota. [81] A microbiota bacteriana pulmonar pertence a 9 gêneros bacterianos principais: Prevotella, Sphingomonas, Pseudomonas, Acinetobacter, Fusobacterium, Megasphaera, Veillonella, Estafilococo, e Estreptococo. Algumas das bactérias consideradas "biota normal" no trato respiratório podem causar doenças graves, especialmente em indivíduos imunocomprometidos, incluindo Streptococcus pyogenes, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis, e Staphylococcus aureus. [ citação necessária ] Os gêneros de fungos que compõem o micobioma pulmonar incluem Candida, Malassezia, Neosartorya, Saccharomyces, e Aspergillus, entre outros. [32]

Distribuições incomuns de gêneros bacterianos e fúngicos no trato respiratório são observadas em pessoas com fibrose cística. [32] [82] Sua flora bacteriana geralmente contém bactérias resistentes a antibióticos e de crescimento lento, e a frequência desses patógenos muda em relação à idade. [82]

Edição do trato biliar

Tradicionalmente, o trato biliar tem sido considerado normalmente estéril, e a presença de microrganismos na bile é um marcador de processo patológico. Esta suposição foi confirmada pela falha na alocação de cepas bacterianas do ducto biliar normal. Os artigos começaram a surgir em 2013 mostrando que a microbiota biliar normal é uma camada funcional separada que protege o trato biliar da colonização por microrganismos exógenos. [83]

Os corpos humanos dependem de inúmeros genes bacterianos como fonte de nutrientes essenciais. [84] Os estudos metagenômicos e epidemiológicos indicam papéis vitais para o microbioma humano na prevenção de uma ampla gama de doenças, desde diabetes tipo 2 e obesidade até doença inflamatória intestinal, doença de Parkinson e até mesmo condições de saúde mental como depressão. [85] Uma relação simbiótica entre a microbiota intestinal e diferentes bactérias pode influenciar a resposta imunológica de um indivíduo. [86] Embora em sua infância, o tratamento baseado em microbioma também está se mostrando promissor, principalmente para o tratamento de resistentes a medicamentos C. difficile infecção [87] e no tratamento do diabetes. [88]

Clostridioides difficile infecção Editar

Uma presença avassaladora da bactéria, C. difficile, leva a uma infecção do trato gastrointestinal, normalmente associada à disbiose com a microbiota que se acredita ter sido causada pela administração de antibióticos. O uso de antibióticos erradica a flora intestinal benéfica dentro do trato gastrointestinal, o que normalmente impede que bactérias patogênicas estabeleçam dominância. [89] Tratamento tradicional para C. difficile as infecções incluem um regime adicional de antibióticos, no entanto, as taxas de eficácia variam entre 20-30%. [90] Reconhecendo a importância das bactérias intestinais saudáveis, os pesquisadores recorreram a um procedimento conhecido como transplante de microbiota fecal, em que pacientes com doenças gastrointestinais, como C. difficile infecção, recebem conteúdo fecal de um indivíduo saudável na esperança de restaurar o funcionamento normal da microbiota intestinal. [91] O transplante de microbiota fecal é aproximadamente 85–90% eficaz em pessoas com ICD para as quais os antibióticos não funcionaram ou nas quais a doença recorre após antibióticos. [92] [93] A maioria das pessoas com CDI se recupera com um tratamento de FMT. [94] [95] [96]

Cancer Edit

Embora o câncer seja geralmente uma doença da genética do hospedeiro e de fatores ambientais, os microrganismos estão implicados em cerca de 20% dos cânceres humanos. [97] Particularmente para fatores potenciais no câncer de cólon, a densidade bacteriana é um milhão de vezes maior do que no intestino delgado, e aproximadamente 12 vezes mais cânceres ocorrem no cólon em comparação com o intestino delgado, possivelmente estabelecendo um papel patogênico para a microbiota no cólon e câncer retal. [98] A densidade microbiana pode ser usada como uma ferramenta de prognóstico na avaliação de cânceres colorretais. [98]

A microbiota pode afetar a carcinogênese de três maneiras amplas: (i) alterando o equilíbrio da proliferação e morte de células tumorais, (ii) regulando a função do sistema imunológico e (iii) influenciando o metabolismo de fatores produzidos pelo hospedeiro, alimentos e produtos farmacêuticos. [97] Tumores que surgem em superfícies limítrofes, como pele, orofaringe e tratos respiratório, digestivo e urogenital, abrigam uma microbiota. A presença substancial de micróbios no local do tumor não estabelece associação ou ligações causais. Em vez disso, os micróbios podem considerar a tensão de oxigênio do tumor ou o perfil nutricional de suporte. Populações diminuídas de micróbios específicos ou estresse oxidativo induzido também podem aumentar os riscos. [97] [98] Dos cerca de 10 30 micróbios na Terra, dez são designados pela Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer como carcinógenos humanos. [97] Os micróbios podem secretar proteínas ou outros fatores que direcionam diretamente a proliferação celular no hospedeiro, ou podem regular para cima ou para baixo o sistema imunológico do hospedeiro, incluindo a inflamação aguda ou crônica de maneiras que contribuem para a carcinogênese. [97]

No que diz respeito à relação entre a função imunológica e o desenvolvimento da inflamação, as barreiras da superfície da mucosa estão sujeitas a riscos ambientais e devem ser reparadas rapidamente para manter a homeostase. A resiliência comprometida do hospedeiro ou da microbiota também reduz a resistência à malignidade, possivelmente induzindo inflamação e câncer. Uma vez que as barreiras são rompidas, os micróbios podem desencadear programas pró-inflamatórios ou imunossupressores por meio de várias vias. [97] Por exemplo, micróbios associados ao câncer parecem ativar a sinalização de NF-κΒ dentro do microambiente tumoral. Outros receptores de reconhecimento de padrão, como membros da família de receptores semelhantes a domínios de oligomerização de ligação a nucleotídeos (NLR) NOD-2, NLRP3, NLRP6 e NLRP12, pode desempenhar um papel na mediação do câncer colorretal. [97] Da mesma forma Helicobacter pylori parece aumentar o risco de câncer gástrico, devido ao fato de conduzir uma resposta inflamatória crônica no estômago. [97] [98]

Doença inflamatória intestinal Editar

A doença inflamatória intestinal consiste em duas doenças diferentes: colite ulcerativa e doença de Crohn, e ambas as doenças apresentam distúrbios na microbiota intestinal (também conhecida como disbiose).Esta disbiose se apresenta na forma de diversidade microbiana diminuída no intestino, [99] [100] e está correlacionada a defeitos nos genes do hospedeiro que altera a resposta imune inata em indivíduos. [99]

Vírus da imunodeficiência humana Editar

A progressão da doença HIV influencia a composição e função da microbiota intestinal, com diferenças notáveis ​​entre as populações HIV-negativas, HIV-positivas e pós-TARV. [ citação necessária ] O HIV diminui a integridade da função de barreira epitelial do intestino ao afetar as junções herméticas. Essa divisão permite a translocação através do epitélio intestinal, o que parece contribuir para o aumento da inflamação observada em pessoas com HIV. [101]

A microbiota vaginal desempenha um papel na infectividade do HIV, com um risco aumentado de infecção e transmissão quando a mulher tem vaginose bacteriana, uma condição caracterizada por um equilíbrio anormal das bactérias vaginais. [102] A infecciosidade aumentada é observada com o aumento de citocinas pró-inflamatórias e células CCR5 + CD4 + na vagina. No entanto, uma diminuição na infecciosidade é observada com o aumento dos níveis de vagina Lactobacillus, que promove uma condição antiinflamatória. [101]

Death Edit

Com a morte, o microbioma do corpo vivo entra em colapso e uma composição diferente de microrganismos denominada necrobioma se estabelece como um importante constituinte ativo do complexo processo de decomposição física. Acredita-se que suas mudanças previsíveis ao longo do tempo sejam úteis para ajudar a determinar a hora da morte. [103] [104]

Estudos em 2009 questionaram se o declínio na biota (incluindo microfauna) como resultado da intervenção humana pode impedir a saúde humana, procedimentos de segurança hospitalar, projeto de produtos alimentícios e tratamentos de doenças. [105]

Pesquisas preliminares indicam que mudanças imediatas na microbiota podem ocorrer quando uma pessoa migra de um país para outro, como quando imigrantes tailandeses se estabeleceram nos Estados Unidos [106] ou quando latino-americanos imigraram para os Estados Unidos. [107] As perdas de diversidade da microbiota foram maiores em indivíduos obesos e filhos de imigrantes. [106] [107]


Resumo do curso

  • Crédito ECTS sugerido: 1,5 ECTS (isso deve ser discutido com sua universidade de origem)
  • Nível: Curso de doutorado ou pós-doutorado
  • Língua: inglês

Microbiota são diversas comunidades microbianas associadas a organismos multicelulares. A maioria das palestras do curso enfoca os humanos como anfitriões. Duas palestras são apresentadas sobre microbiota associada a animais e plantas de criação.

Os genes microbianos associados superam em muito os do organismo hospedeiro. Essas comunidades de micróbios e seus genomas, o microbioma, afetam os processos fisiológicos do hospedeiro. Compreender como a microbiota interage com o hospedeiro é fundamental para compreender a biologia do hospedeiro e a suscetibilidade do hospedeiro a doenças infecciosas e crônicas e respostas a drogas. As alterações dos microbiomas normais do hospedeiro estão associadas a disfunções imunológicas e doenças crônicas, como doenças inflamatórias intestinais, câncer, obesidade, diabetes e condições metabólicas ligadas a doenças neurológicas, cardiovasculares e respiratórias.

Este curso apresenta o campo dos microbiomas hospedeiros com foco na saúde e discute métodos para estudos de microbiomas e análise de dados. O curso oferece uma visão geral da microbiota associada ao intestino humano, trato geniturinário, boca e pele, bem como as interações com o sistema imunológico. O papel das perturbações do microbioma na disfunção imunológica do hospedeiro e em doenças crônicas e as possibilidades de terapia baseada em microbioma são discutidos.

Ao concluir o curso, o aluno deve aprender:

  • quais métodos são usados ​​para estudar microbiomas e para análise de dados
  • microbiota associada ao intestino, trato geniturinário, boca e pele
  • interações da microbiota com o sistema imunológico
  • efeitos da dieta e da idade na microbiota
  • importância da microbiota na saúde e doenças humanas
  • importância da microbiota em animais e plantas de criação
  • interações da microbiota com drogas
  • tendências atuais na modificação da microbiota

Além das palestras online, os participantes também terão a oportunidade de:


Diversidade da microbiota bacteriana de ácido láctico vaginal em 15 mulheres grávidas argelinas com e sem vaginose bacteriana usando método independente de cultura

Introdução: Vaginose bacteriana (BV) é a doença do trato genital inferior mais comum entre as mulheres em idade reprodutiva (grávidas e não grávidas) e um melhor conhecimento sobre Lactobacillus a riqueza de espécies em microbiota vaginal saudável e infectada é necessária para projetar com eficiência melhores produtos probióticos para promover a manutenção da flora normal, o que ajudará a prevenir a vaginose bacteriana.

Mirar: Avaliar e comparar a diversidade de espécies de bactérias ácido-lácticas em gestantes com e sem VB.

Materiais e métodos: Um estudo piloto foi realizado durante novembro de 2014 a março de 2015 na Universidade Badji Mokhtar, Annaba, Argélia. Swabs vaginais foram coletados de 15 mulheres grávidas com idades entre 19 e 35 anos (média de 27,6 anos n = 15) residentes no leste da Argélia visitando o serviço de ginecologia do hospital Abdallah Nouaouria- El bouni, Annaba. As amostras vaginais foram coradas por Gram e pontuadas pelo método Nugent. A coorte incluiu casos de mulheres com flora vaginal "normal" saudável, flora infectada com vaginose bacteriana e mulheres com flora "intermediária". A comunidade LAB vaginal de gestantes foi identificada por método independente de cultura baseado em Eletroforese em Gel de Gradiente de Desnaturação (DGGE), com sequenciamento do gene 16S rRNA.

Resultados: A maioria dos LAB afiliados ao gênero Lactobacillus foi encontrado na flora "normal" e "intermediária" (87,5% e 43,75% respectivamente), enquanto a maioria dos LAB afiliados ao gênero Enterococcus foi identificada em mulheres com vaginose bacteriana e flora intermediária (60% e 46,75% respectivamente). Nossos resultados mostraram que a presença de Lactobacillus iners e Lactobacillus delbruekii promove estabilidade da microbiota vaginal.

Conclusão: Este resultado confirma os achados de estudos anteriores, sugerindo que a ocorrência de predominância de Lactobacillus correlaciona-se negativamente com a incidência de vaginose bacteriana e seu uso atual como probióticos. Lactobacillus iners e Lactobacillus delbruekii pode ser definida como crítica para a defesa da vagina. Além disso, Enterococcus feacalis pode ser considerado um indicador de desequilíbrio do ecossistema vaginal.

Palavras-chave: DGGE Enterococcus Bactéria do ácido láctico Lactobacillus Infecções vaginais.


Sinais e sintomas gerais de infecções urogenitais

As infecções do trato urinário mais comumente causam inflamação da bexiga (cistite) ou da uretra (uretrite) A uretrite pode estar associada à cistite, mas também pode ser causada por infecções sexualmente transmissíveis. Os sintomas de uretrite em homens incluem sensação de queimação ao urinar, secreção do pênis e sangue no sêmen ou na urina. Nas mulheres, a uretrite está associada a micção dolorosa e frequente, corrimento vaginal, febre, calafrios e dor abdominal. Os sintomas da cistite são semelhantes aos da uretrite. Quando a uretrite é causada por um patógeno sexualmente transmissível, podem ocorrer sintomas adicionais envolvendo a genitália. Isso pode incluir vesículas dolorosas (bolhas), verrugas e úlceras. Ureterite, uma infecção rara do ureter, também pode ocorrer com cistite. Essas infecções podem ser agudas ou crônicas.

Pielonefrite e glomerulonefrite são infecções renais potencialmente graves. A pielonefrite é uma infecção de um ou de ambos os rins e pode se desenvolver a partir de uma infecção do trato urinário inferior. O trato urinário superior, incluindo os ureteres, costuma ser afetado. Os sinais e sintomas de pielonefrite incluem febre, calafrios, náuseas, vômitos, dor lombar e dor ao urinar com frequência. A pielonefrite geralmente só se torna crônica em indivíduos que apresentam malformações ou danos aos rins.

A glomerulonefrite é uma inflamação dos glomérulos dos néfrons. Os sintomas incluem proteínas e sangue excessivos na urina, aumento da pressão arterial e retenção de líquidos, levando a edema da face, mãos e pés. A glomerulonefrite pode ser uma infecção aguda ou pode se tornar crônica.

As infecções que ocorrem nas estruturas reprodutivas dos homens incluem epididimite, orquite e prostatite. As infecções bacterianas podem causar inflamação do epidídimo, chamada epididimite. Esta inflamação causa dor no escroto, testículos e inchaço da virilha, vermelhidão e pele quente nessas áreas também podem ser observados. Inflamação do testículo, chamada orquite, geralmente é causado por uma infecção bacteriana que se espalha do epidídimo, mas também pode ser uma complicação da caxumba, uma doença viral. Os sintomas são semelhantes aos da epididimite e não é incomum que as duas ocorram juntas, caso em que a condição é chamada de epididimo-orquite. Inflamação da próstata, chamada prostatite, pode resultar de uma infecção bacteriana. Os sinais e sintomas da prostatite incluem febre, calafrios e dores na bexiga, testículos e pênis. Os pacientes também podem sentir ardor ao urinar, dificuldade para esvaziar a bexiga e ejaculação dolorosa.

Devido à sua proximidade com o exterior, a vagina é um local comum para infecções em mulheres. O termo geral para qualquer inflamação da vagina é vaginite. A vaginite geralmente se desenvolve como resultado do crescimento excessivo de bactérias ou fungos que normalmente residem na microbiota vaginal, embora também possa resultar de infecções por patógenos transitórios. As infecções bacterianas da vagina são chamadas de bactérias vaginose, enquanto as infecções fúngicas (normalmente envolvendo Candida spp.) são chamados infecção por fungoss. Mudanças dinâmicas que afetam a microbiota normal, produção de ácido e variações de pH podem estar envolvidas no início do supercrescimento microbiano e no desenvolvimento de vaginite. Embora alguns indivíduos possam não apresentar sintomas, a vaginose e a vaginite podem estar associadas a secreção, odor, coceira e queimação.

Doença inflamatória pélvica (DIP) é uma infecção dos órgãos reprodutivos femininos, incluindo o útero, o colo do útero, as trompas de falópio e os ovários. Os dois patógenos mais comuns são os patógenos bacterianos sexualmente transmissíveis Neisseria gonorrhoeae e Chlamydia trachomatis. Inflamação das trompas de falópio, chamada salpingite, é a forma mais séria de PID. Os sintomas de PID podem variar entre as mulheres e incluem dor no abdômen inferior, corrimento vaginal, febre, calafrios, náusea, diarreia, vômito e dor ao urinar.

  • Que condições podem resultar de infecções que afetam o sistema urinário?
  • Quais são algumas das causas comuns de vaginite em mulheres?

Conteúdo

Embora amplamente conhecido como flora ou microflora, este é um nome impróprio em termos técnicos, uma vez que a raiz da palavra flora pertence a plantas, e Biota refere-se à coleção total de organismos em um determinado ecossistema. Recentemente, o termo mais apropriado microbiota é aplicado, embora seu uso não tenha eclipsado o uso entrincheirado e o reconhecimento de flora no que diz respeito a bactérias e outros microorganismos. Ambos os termos estão sendo usados ​​em diferentes literaturas. [4]

Em 2014, foi frequentemente relatado na mídia popular e na literatura científica que existem cerca de 10 vezes mais células microbianas no corpo humano do que células humanas. Este número foi baseado em estimativas de que o microbioma humano inclui cerca de 100 trilhões de bactérias células e que um ser humano adulto normalmente tem cerca de 10 trilhões de células humanas. [8] Em 2014, a American Academy of Microbiology publicou um FAQ que enfatizou que o número de células microbianas e o número de células humanas são estimativas, e observou que pesquisas recentes chegaram a uma nova estimativa do número de células humanas - aproximadamente 37,2 trilhões, o que significa que a proporção de células microbianas para humanas, se a estimativa original de 100 trilhões de células bacterianas estiver correta, está mais próxima de 3: 1. [8] [9] Em 2016, outro grupo publicou uma nova estimativa da proporção de aproximadamente 1: 1 (1,3: 1, com "uma incerteza de 25% e uma variação de 53% sobre a população de homens padrão de 70 kg "). [10] [3]

Uma estimativa mais recente é uma proporção de 1,3 células bacterianas para cada célula humana, enquanto o número de fagos e vírus ultrapassa o número de células bacterianas em pelo menos uma ordem de magnitude a mais. O número de genes bacterianos (assumindo 1.000 espécies bacterianas no intestino com 2.000 genes por espécie) é estimado em 2.000.000 genes, 100 vezes o número de aproximadamente 20.000 genes humanos. [11]

O problema de elucidar o microbioma humano é essencialmente identificar os membros de uma comunidade microbiana que inclui bactérias, eucariotos e vírus. [12] Isso é feito principalmente usando estudos baseados em DNA, embora estudos baseados em RNA, proteínas e metabólitos também sejam realizados. [12] [13] Estudos de microbioma baseados em DNA geralmente podem ser categorizados como estudos de amplicons direcionados ou, mais recentemente, estudos metagenômicos shotgun. O primeiro se concentra em genes marcadores específicos conhecidos e é principalmente informativo taxonomicamente, enquanto o último é uma abordagem metagenômica inteira que também pode ser usada para estudar o potencial funcional da comunidade. [12] Um dos desafios que está presente nos estudos do microbioma humano, mas não em outros estudos metagenômicos, é evitar a inclusão do DNA do hospedeiro no estudo. [14]

Além de simplesmente elucidar a composição do microbioma humano, uma das principais questões envolvendo o microbioma humano é se existe um "núcleo", isto é, se existe um subconjunto da comunidade que é compartilhado pela maioria dos humanos. [15] [16] Se houver um núcleo, então seria possível associar certas composições da comunidade com estados de doença, que é um dos objetivos do Projeto Microbioma Humano. Sabe-se que o microbioma humano (como a microbiota intestinal) é altamente variável tanto dentro de um mesmo sujeito quanto entre diferentes indivíduos, fenômeno também observado em camundongos. [4]

Em 13 de junho de 2012, um marco importante do Projeto Microbioma Humano (HMP) foi anunciado pelo diretor do NIH, Francis Collins. [7] O anúncio foi acompanhado por uma série de artigos coordenados publicados na Nature [17] [18] e vários periódicos na Public Library of Science (PLoS) no mesmo dia. Ao mapear a composição microbiana normal de humanos saudáveis ​​usando técnicas de sequenciamento do genoma, os pesquisadores do HMP criaram um banco de dados de referência e os limites da variação microbiana normal em humanos. De 242 voluntários norte-americanos saudáveis, mais de 5.000 amostras foram coletadas de tecidos de 15 (homens) a 18 (mulheres) locais do corpo, como boca, nariz, pele, intestino delgado (fezes) e vagina. Todo o DNA, humano e microbiano, foi analisado com máquinas de sequenciamento de DNA. Os dados do genoma microbiano foram extraídos pela identificação do RNA ribossômico específico da bactéria, 16S rRNA. Os pesquisadores calcularam que mais de 10.000 espécies microbianas ocupam o ecossistema humano e identificaram 81 a 99% dos gêneros.

Edição de sequenciamento de espingarda

Freqüentemente, é difícil cultivar em comunidades de laboratório de bactérias, arquéias e vírus, portanto, as tecnologias de sequenciamento também podem ser exploradas na metagenômica. Na verdade, o conhecimento completo das funções e a caracterização de cepas microbianas específicas oferecem um grande potencial na descoberta terapêutica e na saúde humana. [19]

Coleta de amostras e extração de DNA Editar

O ponto principal é coletar uma quantidade de biomassa microbiana que seja suficiente para realizar o sequenciamento e para minimizar a contaminação da amostra por este motivo, técnicas de enriquecimento podem ser utilizadas. Em particular, o método de extração de DNA deve ser bom para todas as cepas bacterianas, para não ter os genomas das que são fáceis de lisar. A lise mecânica é geralmente preferida em vez da lise química, e o batimento de grânulos pode resultar em perda de DNA durante a preparação da biblioteca. [19]

Preparação da biblioteca e edição de sequenciamento

As plataformas mais utilizadas são Illumina, Ion Torrent, Oxford Nanopore MinION e Pacific Bioscience Sequel, embora a plataforma Illumina seja considerada a opção mais atraente devido à sua ampla disponibilidade, alto rendimento e precisão. Não há indicações quanto à quantidade correta de amostra a ser usada. [19]

Editar montagem de metagenoma

A abordagem de novo é explorada, porém, apresenta algumas dificuldades a serem superadas. A cobertura depende da abundância de cada genoma em sua comunidade específica. Os genomas de baixa abundância podem sofrer fragmentação se a profundidade do sequenciamento não for suficiente para evitar a formação de lacunas. Felizmente, existem montadores específicos de metagenoma para ajudar, uma vez que, se centenas de cepas estiverem presentes, a profundidade do sequenciamento precisa ser aumentada ao máximo. [19]

Edição Contig binning

Nem de qual genoma deriva cada contig, nem o número de genomas presentes na amostra são conhecidos a priori o objetivo desta etapa é dividir os contigs em espécies. Os métodos para realizar tal análise podem ser supervisionados (banco de dados com sequências conhecidas) ou não supervisionados (busca direta de grupos contig nos dados coletados). No entanto, ambos os métodos requerem um tipo de métrica para definir uma pontuação para a semelhança entre um contig específico e o grupo no qual deve ser colocado, e algoritmos para converter as semelhanças em alocações nos grupos. [19]

Análise após o processamento Editar

A análise estatística é essencial para validar os resultados obtidos (ANOVA pode ser usada para dimensionar as diferenças entre os grupos) se for emparelhada com ferramentas gráficas, o resultado é facilmente visualizado e compreendido. [19]

Uma vez que um metagenoma é montado, é possível inferir o potencial funcional do microbioma. Os desafios computacionais para esse tipo de análise são maiores do que para genomas únicos, porque geralmente os montadores de metagenomas têm qualidade inferior e muitos genes recuperados não estão completos ou fragmentados. Após a etapa de identificação do gene, os dados podem ser usados ​​para realizar uma anotação funcional por meio de alinhamento múltiplo dos genes alvo contra bancos de dados de ortólogos. [20]

Análise do gene marcador Editar

É uma técnica que explora primers para atingir uma região genética específica e permite determinar as filogenias microbianas. A região genética é caracterizada por uma região altamente variável que pode conferir identificação detalhada e é delimitada por regiões conservadas, que funcionam como sítios de ligação para primers usados ​​em PCR.O principal gene utilizado para caracterizar bactérias e arquéias é o gene 16S rRNA, enquanto a identificação de fungos é baseada no espaçador transcrito interno (ITS). A técnica é rápida e não tão cara e permite obter uma classificação de baixa resolução de uma amostra microbiana, sendo ideal para amostras que podem estar contaminadas pelo DNA do hospedeiro. A afinidade do primer varia entre todas as sequências de DNA, o que pode resultar em vieses durante a reação de amplificação. De fato, as amostras de baixa abundância são suscetíveis a erros de superamplificação, uma vez que os outros microrganismos contaminantes resultam em super-representados no caso de aumento dos ciclos de PCR. Portanto, a otimização da seleção de primers pode ajudar a diminuir tais erros, embora requeira conhecimento completo dos microrganismos presentes na amostra e suas abundâncias relativas. [21]

A análise do gene marcador pode ser influenciada pela escolha do primer neste tipo de análise, é desejável usar um protocolo bem validado (como o usado no Projeto Microbioma da Terra). A primeira coisa a fazer em uma análise de amplicon de gene marcador é remover erros de sequenciamento. Muitas plataformas de sequenciamento são muito confiáveis, mas a maior parte da aparente diversidade de sequência ainda se deve a erros durante o processo de sequenciamento. Para reduzir este fenômeno, uma primeira abordagem é agrupar sequências em unidades taxonômicas operacionais (OTUs): este processo consolida sequências semelhantes (um limite de similaridade de 97% é geralmente adotado) em um único recurso que pode ser usado em etapas de análise posteriores. descarte SNPs porque eles seriam agrupados em um único OTU. Outra abordagem é a oligotipagem, que inclui informações específicas de posição do sequenciamento de rRNA 16s para detectar pequenas variações de nucleotídeos e discriminar entre táxons distintos intimamente relacionados. Esses métodos fornecem como resultado uma tabela de sequências de DNA e contagens das diferentes sequências por amostra, em vez de OTU. [21]

Outra etapa importante na análise é atribuir um nome taxonômico às sequências microbianas nos dados. Isso pode ser feito usando abordagens de aprendizado de máquina que podem atingir uma precisão no nível de gênero de cerca de 80%. Outros pacotes de análise populares fornecem suporte para classificação taxonômica usando correspondências exatas para bancos de dados de referência e devem fornecer maior especificidade, mas pouca sensibilidade. O microrganismo não classificado deve ser verificado para sequências de organelas. [21]

Edição de análise filogenética

Muitos métodos que exploram a inferência filogenética usam o gene 16SRNA para Archea e Bacteria e o gene 18SRNA para Eucariotos. Os métodos comparativos filogenéticos (PCS) baseiam-se na comparação de características múltiplas entre microrganismos. O princípio é: quanto mais intimamente relacionados, maior o número de características que compartilham. Normalmente PCS são acoplados com mínimos quadrados generalizados filogenéticos (PGLS) ou outra análise estatística para obter resultados mais significativos. A reconstrução do estado ancestral é usada em estudos de microbioma para imputar valores de características para táxons cujas características são desconhecidas. Isso é comumente executado com PICRUSt, que depende dos bancos de dados disponíveis. As variáveis ​​filogenéticas são escolhidas pelos pesquisadores de acordo com o tipo de estudo: por meio da seleção de algumas variáveis ​​com informações biológicas significativas, é possível reduzir a dimensão dos dados a serem analisados. [22]

A distância de percepção filogenética é geralmente realizada com UniFrac ou ferramentas semelhantes, como o índice de Soresen ou o D de Rao, para quantificar as diferenças entre as diferentes comunidades. Todos esses métodos são afetados negativamente pela transmissão gênica horizontal (HGT), uma vez que pode gerar erros e levar à correlação de espécies distantes. Existem diferentes maneiras de reduzir o impacto negativo do HGT: o uso de vários genes ou ferramentas computacionais para avaliar a probabilidade de eventos HGT putativos. [22]

Edição de bactérias

Populações de micróbios (como bactérias e leveduras) habitam a pele e as superfícies mucosas em várias partes do corpo. Seu papel faz parte da fisiologia humana normal e saudável, no entanto, se o número de micróbios crescer além de seus intervalos típicos (muitas vezes devido a um sistema imunológico comprometido) ou se os micróbios povoarem (por exemplo, devido à falta de higiene ou lesão) áreas do corpo normalmente não colonizadas ou estéril (como o sangue, o trato respiratório inferior ou a cavidade abdominal), pode ocorrer doença (causando, respectivamente, bacteremia / sepse, pneumonia e peritonite). [ citação médica necessária ]

O Projeto Microbioma Humano descobriu que os indivíduos hospedam milhares de tipos de bactérias, diferentes locais do corpo tendo suas próprias comunidades distintas. A pele e os locais vaginais apresentaram menor diversidade do que a boca e o intestino, apresentando maior riqueza. A composição bacteriana de um determinado local do corpo varia de pessoa para pessoa, não apenas no tipo, mas também em abundância. Bactérias da mesma espécie encontradas em toda a boca são de vários subtipos, preferindo habitar locais distintos na boca. Mesmo os enterótipos no intestino humano, antes considerados bem compreendidos, são de um amplo espectro de comunidades com limites de táxons borrados. [23] [24]

Estima-se que 500 a 1.000 espécies de bactérias vivam no intestino humano, mas pertencem a apenas alguns filos: Firmicutes e Bacteroidetes dominam, mas também existem Proteobacteria, Verrucomicrobia, Actinobacteria, Fusobacteria e Cyanobacteria. [25]

Vários tipos de bactérias, como Actinomyces viscosus e A. naeslundii, vivem na boca, onde fazem parte de uma substância pegajosa chamada placa. Se não for removido com escovagem, endurece formando cálculo (também chamado de tártaro). As mesmas bactérias também secretam ácidos que dissolvem o esmalte dos dentes, causando a cárie dentária.

A microflora vaginal consiste principalmente de várias espécies de lactobacilos. Por muito tempo se pensou que o mais comum dessas espécies era Lactobacillus acidophilus, mas mais tarde foi mostrado que L. iners é de fato mais comum, seguido por L. crispatus. Outros lactobacilos encontrados na vagina são L. jensenii, L. delbruekii e L. gasseri. O distúrbio da flora vaginal pode levar a infecções, como vaginose bacteriana ou candidíase ("infecção por fungos").

Archaea Edit

Archaea estão presentes no intestino humano, mas, em contraste com a enorme variedade de bactérias neste órgão, o número de espécies de archaea é muito mais limitado. [26] O grupo dominante são os metanógenos, particularmente Methanobrevibacter smithii e Methanosphaera stadtmanae. [27] No entanto, a colonização por metanógenos é variável, e apenas cerca de 50% dos humanos têm populações facilmente detectáveis ​​desses organismos. [28]

Em 2007, não eram conhecidos exemplos claros de patógenos arqueológicos, [29] [30] embora uma relação tenha sido proposta entre a presença de alguns metanógenos e a doença periodontal humana. [31]

Fungi Edit

Fungos, em particular leveduras, estão presentes no intestino humano. [32] [33] [34] [35] Os mais bem estudados deles são Candida espécies devido à sua capacidade de se tornarem patogênicas em hospedeiros imunocomprometidos e até mesmo em hospedeiros saudáveis. [33] [34] [35] Leveduras também estão presentes na pele, [32] como Malassezia espécies, onde consomem óleos secretados pelas glândulas sebáceas. [36] [37]

Edição de vírus

Os vírus, especialmente os vírus bacterianos (bacteriófagos), colonizam vários locais do corpo. Esses locais colonizados incluem a pele, [38] intestino, [39] pulmões [40] e cavidade oral. [41] Comunidades de vírus foram associadas a algumas doenças e não refletem simplesmente as comunidades bacterianas. [42] [43] [44]

Edição de pele

Um estudo de 20 sítios de pele em cada um dos dez humanos saudáveis ​​encontrou 205 gêneros identificados em 19 filos bacterianos, com a maioria das sequências atribuídas a quatro filos: Actinobacteria (51,8%), Firmicutes (24,4%), Proteobacteria (16,5%) e Bacteroidetes ( 6,3%). [45] Um grande número de gêneros de fungos estão presentes na pele humana saudável, com alguma variabilidade por região do corpo, no entanto, durante condições patológicas, certos gêneros tendem a dominar na região afetada. [32] Por exemplo, Malassezia é dominante na dermatite atópica e Acremonium é dominante em couro cabeludo com caspa. [32]

A pele atua como uma barreira para deter a invasão de micróbios patogênicos. A pele humana contém micróbios que residem dentro ou sobre a pele e podem ser residenciais ou transitórios. Os tipos de microorganismos residentes variam em relação ao tipo de pele do corpo humano. A maioria dos micróbios reside nas células superficiais da pele ou prefere associar-se às glândulas. Essas glândulas, como as glândulas sebáceas ou sudoríparas, fornecem aos micróbios água, aminoácidos e ácidos graxos. Além disso, as bactérias residentes associadas às glândulas sebáceas são frequentemente Gram-positivas e podem ser patogênicas. [2]

Conjuntiva Editar

Um pequeno número de bactérias e fungos está normalmente presente na conjuntiva. [32] [46] Classes de bactérias incluem cocos Gram-positivos (por exemplo, Estafilococo e Streptococcus) e bastonetes e cocos Gram-negativos (por exemplo, Haemophilus e Neisseria) estão presentes. [46] Os gêneros de fungos incluem Candida, Aspergillus, e Penicillium. [32] As glândulas lacrimais secretam continuamente, mantendo a conjuntiva úmida, enquanto o piscar intermitente lubrifica a conjuntiva e lava o material estranho. As lágrimas contêm bactericidas como a lisozima, de modo que os microrganismos têm dificuldade em sobreviver à lisozima e se estabelecer nas superfícies epiteliais.

Edição do trato gastrointestinal

Em humanos, a composição do microbioma gastrointestinal é estabelecida durante o nascimento. [51] O parto por cesariana ou parto vaginal também influencia a composição microbiana do intestino. Os bebês nascidos através do canal vaginal têm uma microbiota intestinal benéfica e não patogênica, semelhante à encontrada na mãe. [52] No entanto, a microbiota intestinal de bebês nascidos de cesariana abriga bactérias mais patogênicas, como Escherichia coli e Staphylococcus, e leva mais tempo para desenvolver uma microbiota intestinal benéfica e não patogênica. [53]

A relação entre alguma flora intestinal e os humanos não é meramente comensal (uma coexistência não prejudicial), mas sim uma relação mutualística. [2] Alguns microrganismos do intestino humano beneficiam o hospedeiro ao fermentar a fibra dietética em ácidos graxos de cadeia curta (SCFAs), como o ácido acético e o ácido butírico, que são então absorvidos pelo hospedeiro. [4] [54] As bactérias intestinais também desempenham um papel na síntese de vitamina B e vitamina K, bem como na metabolização de ácidos biliares, esteróis e xenobióticos. [2] [54] A importância sistêmica dos SCFAs e outros compostos que eles produzem são como hormônios e a própria flora intestinal parece funcionar como um órgão endócrino, [54] e a desregulação da flora intestinal foi correlacionada com uma série de doenças inflamatórias e condições auto-imunes. [4] [55]

A composição da flora intestinal humana muda com o tempo, quando a dieta muda e como a saúde geral muda. [4] [55] Uma revisão sistemática de 15 ensaios humanos randomizados controlados de julho de 2016 descobriu que certas cepas comercialmente disponíveis de bactérias probióticas da Bifidobacterium e Lactobacillus gêneros (B. longum, B. breve, B. infantis, L. helveticus, L. rhamnosus, L. plantarum, e L. casei), quando tomado por via oral em doses diárias de 10 9-10 10 unidades formadoras de colônia (UFC) por 1 a 2 meses, possui eficácia de tratamento (ou seja, melhora os resultados comportamentais) em certos distúrbios do sistema nervoso central - incluindo ansiedade, depressão, autismo transtorno do espectro e transtorno obsessivo-compulsivo - e melhora certos aspectos da memória. [56] No entanto, alterações na composição da microbiota intestinal também foram correlacionadas com efeitos prejudiciais à saúde. Em um artigo publicado por Musso et al., Verificou-se que a microbiota intestinal de indivíduos obesos tinha mais Firmicutes e menos Bacteroidetes do que indivíduos saudáveis. [57] Acredita-se que essa mudança na proporção de micróbios pode contribuir para um aumento de bactérias mais eficientes na extração de energia dos alimentos. Os pesquisadores usaram o sequenciamento shotgun para comparar a microbiota de ratos obesos com ratos magros. Eles descobriram que os genomas de camundongos obesos consistiam em uma abundância de genes que codificam para enzimas capazes de quebrar polissacarídeos indigestíveis apenas pelo corpo humano. [58]

Além disso, um estudo feito por Gordon et al., Confirmou que é a composição da microbiota que causa a obesidade e não o contrário. Isso foi feito através do transplante da microbiota intestinal de camundongos obesos induzidos por dieta (DIO) ou camundongos controle magros em camundongos livres de germes magros que não têm um microbioma. Eles descobriram que os camundongos transplantados com microbiota intestinal de camundongos DIO tinham gordura corporal total significativamente maior do que os camundongos transplantados com microbiota magra de camundongos quando alimentados com a mesma dieta. [59]

Um estudo separado, concluído por Ridaura et al. em 2013, realizou o primeiro transplante de matéria fecal humana em camundongos livres de germes. As fezes humanas coletadas se originaram de gêmeas adultas com porcentagens de gordura corporal marcadamente diferentes. Os pesquisadores foram capazes de transferir essencialmente o fenótipo da obesidade e o fenótipo magro para camundongos, enquanto ambos estavam alimentando-se de ratos com baixo teor de gordura. Os camundongos com fezes derivadas do gêmeo obeso aumentaram o corpo total e a massa gorda, enquanto os camundongos com fezes derivadas do gêmeo mais magro não desenvolveram características ou sintomas de obesidade. [60]

Edição de uretra e bexiga

O sistema geniturinário parece ter uma microbiota, [61] [62] que é um achado inesperado à luz do uso de longa data de métodos de cultura microbiológica clínica padrão para detectar bactérias na urina quando as pessoas mostram sinais de infecção do trato urinário. comum para esses testes não mostrarem bactérias presentes. [63] Parece que os métodos de cultura comuns não detectam muitos tipos de bactérias e outros microorganismos que normalmente estão presentes. [63] A partir de 2017, métodos de sequenciamento foram usados ​​para identificar esses microrganismos para determinar se há diferenças na microbiota entre pessoas com problemas do trato urinário e aquelas que são saudáveis. [61] [62] Para avaliar adequadamente o microbioma da bexiga em oposição ao sistema geniturinário, a amostra de urina deve ser coletada diretamente da bexiga, o que geralmente é feito com um cateter. [64]

Vagina Edit

A microbiota vaginal se refere às espécies e gêneros que colonizam a vagina. Esses organismos desempenham um papel importante na proteção contra infecções e na manutenção da saúde vaginal. [65] Os microrganismos vaginais mais abundantes encontrados em mulheres na pré-menopausa são do gênero Lactobacillus, que suprimem os patógenos pela produção de peróxido de hidrogênio e ácido lático. [34] [65] [66] A composição e as proporções das espécies bacterianas variam dependendo do estágio do ciclo menstrual. [67] [68] [ precisa de atualização A etnia também influencia a flora vaginal. A ocorrência de lactobacilos produtores de peróxido de hidrogênio é menor em mulheres afro-americanas e o pH vaginal é maior. [69] Outros fatores influentes, como relação sexual e antibióticos, foram associados à perda de lactobacilos. [66] Além disso, estudos descobriram que a relação sexual com preservativo parece alterar os níveis de lactobacilos e aumenta o nível de Escherichia coli dentro da flora vaginal. [66] Mudanças na microbiota vaginal normal e saudável são uma indicação de infecções, [70] como candidíase ou vaginose bacteriana. [66] Candida albicans inibe o crescimento de Lactobacillus espécies, enquanto Lactobacillus espécies que produzem peróxido de hidrogênio inibem o crescimento e a virulência de Candida albicans na vagina e no intestino. [32] [34] [35]

Os gêneros de fungos que foram detectados na vagina incluem Candida, Pichia, Eurotium, Alternaria, Rhodotorula, e Cladosporium, entre outros. [32]

Edição de placenta

Até recentemente, a placenta era considerada um órgão estéril, mas foram identificados gêneros e espécies bacterianas não patogênicas comensais que residem no tecido placentário. [71] [72] [73]

Edição Útero

Até recentemente, o trato reprodutivo superior das mulheres era considerado um ambiente estéril. Uma variedade de microrganismos habita o útero de mulheres saudáveis ​​e assintomáticas em idade reprodutiva. O microbioma do útero difere significativamente daquele da vagina e do trato gastrointestinal. [74]

Cavidade oral Editar

O ambiente presente na boca humana permite o crescimento de microrganismos característicos ali encontrados. Fornece uma fonte de água e nutrientes, além de uma temperatura moderada. [2] Micróbios residentes da boca aderem aos dentes e gengivas para resistir à descarga mecânica da boca ao estômago, onde micróbios sensíveis ao ácido são destruídos pelo ácido clorídrico. [2] [34]

As bactérias anaeróbicas na cavidade oral incluem: Actinomyces, Arachnia, Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Fusobacterium, Lactobacillus, Leptotriquia, Peptococcus, Peptostreptococcus, Propionibacterium, Selenomonas, Treponema, e Veillonella. [75] [ precisa de atualização ] Gêneros de fungos que são freqüentemente encontrados na boca incluem Candida, Cladosporium, Aspergillus, Fusarium, Glomus, Alternaria, Penicillium, e Cryptococcus, entre outros. [32]

As bactérias se acumulam nos tecidos orais duros e moles no biofilme, permitindo que elas adiram e se esforcem no ambiente oral, protegidas de fatores ambientais e agentes antimicrobianos. [76] Saliva desempenha um papel homeostático de biofilme chave, permitindo a recolonização de bactérias para a formação e controle do crescimento, destacando o acúmulo de biofilme. [77] Ele também fornece um meio de nutrientes e regulação da temperatura. A localização do biofilme determina o tipo de nutrientes expostos que ele recebe. [78]

As bactérias orais desenvolveram mecanismos para detectar seu ambiente e escapar ou modificar o hospedeiro. No entanto, um sistema de defesa do hospedeiro inato altamente eficiente monitora constantemente a colonização bacteriana e evita a invasão bacteriana dos tecidos locais. Existe um equilíbrio dinâmico entre as bactérias da placa dentária e o sistema de defesa inato do hospedeiro. [79]

Esta dinâmica entre a cavidade oral do hospedeiro e os micróbios orais desempenha um papel fundamental na saúde e na doença, pois permite a entrada no corpo. [80] Um equilíbrio saudável apresenta uma relação simbiótica em que os micróbios orais limitam o crescimento e a aderência de patógenos, enquanto o hospedeiro fornece um ambiente para que eles floresçam. [80] [76] Mudanças ecológicas, como mudança do estado imunológico, mudança de micróbios residentes e mudança na disponibilidade de nutrientes de uma relação mútua para parasitária, resultando na tendência do hospedeiro a doenças orais e sistêmicas.[76] Doenças sistêmicas como diabetes e doenças cardiovasculares foram correlacionadas a problemas de saúde bucal. [80] De particular interesse é o papel dos microrganismos orais nas duas principais doenças dentárias: cárie dentária e doença periodontal. [79] A colonização de patógenos no periodonto causa uma resposta imunológica excessiva, resultando em uma bolsa periodontal - um espaço aprofundado entre o dente e a gengiva. [76] Isso atua como um reservatório rico em sangue protegido com nutrientes para patógenos anaeróbicos. [76] Doenças sistêmicas em vários locais do corpo podem resultar da entrada de micróbios orais no sangue, evitando as bolsas periodontais e as membranas orais. [80]

A higiene bucal adequada e persistente é o principal método de prevenção de doenças bucais e sistêmicas. [80] Ele reduz a densidade do biofilme e o crescimento excessivo de bactérias patogênicas potenciais, resultando em doenças. [78] No entanto, a higiene oral adequada pode não ser suficiente, pois o microbioma oral, a genética e as alterações na resposta imunológica desempenham um fator no desenvolvimento de infecções crônicas. [78] O uso de antibióticos pode tratar infecções já disseminadas, mas ineficazes contra bactérias em biofilmes. [78]

Lung Edit

Muito parecido com a cavidade oral, o sistema respiratório superior e inferior possuem impedimentos mecânicos para remover micróbios. As células caliciformes produzem muco que aprisiona os micróbios e os move para fora do sistema respiratório por meio de células epiteliais ciliadas em movimento contínuo. [2] Além disso, um efeito bactericida é gerado pelo muco nasal que contém a enzima lisozima. [2] O trato respiratório superior e inferior parece ter seu próprio conjunto de microbiota. [81] A microbiota bacteriana pulmonar pertence a 9 gêneros bacterianos principais: Prevotella, Sphingomonas, Pseudomonas, Acinetobacter, Fusobacterium, Megasphaera, Veillonella, Estafilococo, e Estreptococo. Algumas das bactérias consideradas "biota normal" no trato respiratório podem causar doenças graves, especialmente em indivíduos imunocomprometidos, incluindo Streptococcus pyogenes, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis, e Staphylococcus aureus. [ citação necessária ] Os gêneros de fungos que compõem o micobioma pulmonar incluem Candida, Malassezia, Neosartorya, Saccharomyces, e Aspergillus, entre outros. [32]

Distribuições incomuns de gêneros bacterianos e fúngicos no trato respiratório são observadas em pessoas com fibrose cística. [32] [82] Sua flora bacteriana geralmente contém bactérias resistentes a antibióticos e de crescimento lento, e a frequência desses patógenos muda em relação à idade. [82]

Edição do trato biliar

Tradicionalmente, o trato biliar tem sido considerado normalmente estéril, e a presença de microrganismos na bile é um marcador de processo patológico. Esta suposição foi confirmada pela falha na alocação de cepas bacterianas do ducto biliar normal. Os artigos começaram a surgir em 2013 mostrando que a microbiota biliar normal é uma camada funcional separada que protege o trato biliar da colonização por microrganismos exógenos. [83]

Os corpos humanos dependem de inúmeros genes bacterianos como fonte de nutrientes essenciais. [84] Os estudos metagenômicos e epidemiológicos indicam papéis vitais para o microbioma humano na prevenção de uma ampla gama de doenças, desde diabetes tipo 2 e obesidade até doença inflamatória intestinal, doença de Parkinson e até mesmo condições de saúde mental como depressão. [85] Uma relação simbiótica entre a microbiota intestinal e diferentes bactérias pode influenciar a resposta imunológica de um indivíduo. [86] Embora em sua infância, o tratamento baseado em microbioma também está se mostrando promissor, principalmente para o tratamento de resistentes a medicamentos C. difficile infecção [87] e no tratamento do diabetes. [88]

Clostridioides difficile infecção Editar

Uma presença avassaladora da bactéria, C. difficile, leva a uma infecção do trato gastrointestinal, normalmente associada à disbiose com a microbiota que se acredita ter sido causada pela administração de antibióticos. O uso de antibióticos erradica a flora intestinal benéfica dentro do trato gastrointestinal, o que normalmente impede que bactérias patogênicas estabeleçam dominância. [89] Tratamento tradicional para C. difficile as infecções incluem um regime adicional de antibióticos, no entanto, as taxas de eficácia variam entre 20-30%. [90] Reconhecendo a importância das bactérias intestinais saudáveis, os pesquisadores recorreram a um procedimento conhecido como transplante de microbiota fecal, em que pacientes com doenças gastrointestinais, como C. difficile infecção, recebem conteúdo fecal de um indivíduo saudável na esperança de restaurar o funcionamento normal da microbiota intestinal. [91] O transplante de microbiota fecal é aproximadamente 85–90% eficaz em pessoas com ICD para as quais os antibióticos não funcionaram ou nas quais a doença recorre após antibióticos. [92] [93] A maioria das pessoas com CDI se recupera com um tratamento de FMT. [94] [95] [96]

Cancer Edit

Embora o câncer seja geralmente uma doença da genética do hospedeiro e de fatores ambientais, os microrganismos estão implicados em cerca de 20% dos cânceres humanos. [97] Particularmente para fatores potenciais no câncer de cólon, a densidade bacteriana é um milhão de vezes maior do que no intestino delgado, e aproximadamente 12 vezes mais cânceres ocorrem no cólon em comparação com o intestino delgado, possivelmente estabelecendo um papel patogênico para a microbiota no cólon e câncer retal. [98] A densidade microbiana pode ser usada como uma ferramenta de prognóstico na avaliação de cânceres colorretais. [98]

A microbiota pode afetar a carcinogênese de três maneiras amplas: (i) alterando o equilíbrio da proliferação e morte de células tumorais, (ii) regulando a função do sistema imunológico e (iii) influenciando o metabolismo de fatores produzidos pelo hospedeiro, alimentos e produtos farmacêuticos. [97] Tumores que surgem em superfícies limítrofes, como pele, orofaringe e tratos respiratório, digestivo e urogenital, abrigam uma microbiota. A presença substancial de micróbios no local do tumor não estabelece associação ou ligações causais. Em vez disso, os micróbios podem considerar a tensão de oxigênio do tumor ou o perfil nutricional de suporte. Populações diminuídas de micróbios específicos ou estresse oxidativo induzido também podem aumentar os riscos. [97] [98] Dos cerca de 10 30 micróbios na Terra, dez são designados pela Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer como carcinógenos humanos. [97] Os micróbios podem secretar proteínas ou outros fatores que direcionam diretamente a proliferação celular no hospedeiro, ou podem regular para cima ou para baixo o sistema imunológico do hospedeiro, incluindo a inflamação aguda ou crônica de maneiras que contribuem para a carcinogênese. [97]

No que diz respeito à relação entre a função imunológica e o desenvolvimento da inflamação, as barreiras da superfície da mucosa estão sujeitas a riscos ambientais e devem ser reparadas rapidamente para manter a homeostase. A resiliência comprometida do hospedeiro ou da microbiota também reduz a resistência à malignidade, possivelmente induzindo inflamação e câncer. Uma vez que as barreiras são rompidas, os micróbios podem desencadear programas pró-inflamatórios ou imunossupressores por meio de várias vias. [97] Por exemplo, micróbios associados ao câncer parecem ativar a sinalização de NF-κΒ dentro do microambiente tumoral. Outros receptores de reconhecimento de padrão, como membros da família de receptores semelhantes a domínios de oligomerização de ligação a nucleotídeos (NLR) NOD-2, NLRP3, NLRP6 e NLRP12, pode desempenhar um papel na mediação do câncer colorretal. [97] Da mesma forma Helicobacter pylori parece aumentar o risco de câncer gástrico, devido ao fato de conduzir uma resposta inflamatória crônica no estômago. [97] [98]

Doença inflamatória intestinal Editar

A doença inflamatória intestinal consiste em duas doenças diferentes: colite ulcerativa e doença de Crohn, e ambas as doenças apresentam distúrbios na microbiota intestinal (também conhecida como disbiose). Esta disbiose se apresenta na forma de diversidade microbiana diminuída no intestino, [99] [100] e está correlacionada a defeitos nos genes do hospedeiro que altera a resposta imune inata em indivíduos. [99]

Vírus da imunodeficiência humana Editar

A progressão da doença HIV influencia a composição e função da microbiota intestinal, com diferenças notáveis ​​entre as populações HIV-negativas, HIV-positivas e pós-TARV. [ citação necessária ] O HIV diminui a integridade da função de barreira epitelial do intestino ao afetar as junções herméticas. Essa divisão permite a translocação através do epitélio intestinal, o que parece contribuir para o aumento da inflamação observada em pessoas com HIV. [101]

A microbiota vaginal desempenha um papel na infectividade do HIV, com um risco aumentado de infecção e transmissão quando a mulher tem vaginose bacteriana, uma condição caracterizada por um equilíbrio anormal das bactérias vaginais. [102] A infecciosidade aumentada é observada com o aumento de citocinas pró-inflamatórias e células CCR5 + CD4 + na vagina. No entanto, uma diminuição na infecciosidade é observada com o aumento dos níveis de vagina Lactobacillus, que promove uma condição antiinflamatória. [101]

Death Edit

Com a morte, o microbioma do corpo vivo entra em colapso e uma composição diferente de microrganismos denominada necrobioma se estabelece como um importante constituinte ativo do complexo processo de decomposição física. Acredita-se que suas mudanças previsíveis ao longo do tempo sejam úteis para ajudar a determinar a hora da morte. [103] [104]

Estudos em 2009 questionaram se o declínio na biota (incluindo microfauna) como resultado da intervenção humana pode impedir a saúde humana, procedimentos de segurança hospitalar, projeto de produtos alimentícios e tratamentos de doenças. [105]

Pesquisas preliminares indicam que mudanças imediatas na microbiota podem ocorrer quando uma pessoa migra de um país para outro, como quando imigrantes tailandeses se estabeleceram nos Estados Unidos [106] ou quando latino-americanos imigraram para os Estados Unidos. [107] As perdas de diversidade da microbiota foram maiores em indivíduos obesos e filhos de imigrantes. [106] [107]


O microbioma na inflamação da próstata e câncer de próstata

O microbioma humano pode influenciar a iniciação e / ou progressão do câncer de próstata por meio de interações diretas e indiretas. Até o momento, a maioria dos estudos tem se concentrado nas interações diretas, incluindo a influência das infecções da próstata no risco de câncer de próstata e, mais recentemente, na composição do microbioma urinário em relação ao câncer de próstata. Menos bem compreendidas são as interações indiretas do microbioma com o câncer de próstata, como a influência da microbiota gastrointestinal ou oral no metabolismo xenobiótico pró ou anticancerígeno e a resposta ao tratamento.

Métodos

Nós revisamos a literatura até o momento sobre as interações diretas e indiretas do microbioma com a inflamação da próstata e o câncer de próstata.

Resultados

Estudos recentes indicam que o microbioma pode influenciar a inflamação da próstata em relação a condições benignas da próstata, como prostatite / síndrome da dor pélvica crônica e hiperplasia benigna da próstata, bem como no câncer de próstata. Nós fornecemos evidências de que o microbioma humano presente em vários locais anatômicos (trato urinário, trato gastrointestinal, cavidade oral, etc.) pode desempenhar um papel importante na saúde e nas doenças da próstata.

Conclusões

Na saúde, o microbioma estimula a homeostase e ajuda a educar o sistema imunológico. Na disbiose, um estado inflamatório sistêmico pode ser induzido, predispondo locais anatômicos remotos à doença, incluindo câncer. A capacidade do microbioma de afetar os níveis de hormônio sistêmico também pode ser importante, particularmente em uma doença como o câncer de próstata, que é duplamente afetado pelos níveis de estrogênio e androgênio. Devido à complexidade da interconexão potencial entre o câncer de próstata e o microbioma, é vital explorar e compreender melhor as relações envolvidas.


Exemplos de flora normal nos seguintes tópicos:

Bacteroides e Flavobacterium

  • A presença de bacteroides no normalflora de mamíferos é indicativo de seu papel no processamento de moléculas complexas em mais simples que podem ser utilizadas pelo hospedeiro.
  • O papel dos bacteroides no normalflora vai além de sua capacidade de quebrar moléculas complexas maiores e pode exibir função protetora.
  • Descreva o papel dos Bacteroides no normalflora do trato gastrointestinal humano e o papel do Flavobacterium em causar doenças em peixes de água doce

Microbiota geniturinária normal

  • Aqueles que se espera que estejam presentes e que sob normal circunstâncias não causam doenças, mas em vez disso participam na manutenção da saúde, são considerados membros do normalflora.
  • Seu papel faz parte de normal, fisiologia humana saudável, no entanto, se o número de micróbios crescer além de seus intervalos típicos (muitas vezes devido a um sistema imunológico comprometido) ou se os micróbios povoarem áreas atípicas do corpo (como por meio de falta de higiene ou ferimentos), podem ocorrer doenças.
  • Normalflora as bactérias podem atuar como patógenos oportunistas em momentos de baixa imunidade. A microflora vaginal consiste principalmente em várias espécies de lactobacilos.
  • Perturbação da vagina flora pode levar à vaginose bacteriana.

Resistência inata

  • Aqueles que devem estar presentes, e que sob normal circunstâncias não causam doenças, mas em vez disso participam na manutenção da saúde, são considerados membros do normalflora.
  • Seu papel faz parte de normal, fisiologia humana saudável.
  • Normalflora as bactérias podem atuar como patógenos oportunistas em momentos de baixa imunidade.
  • Um pequeno número de bactérias são normalmente presente na conjuntiva.
  • O intestino flora é o humano flora de microorganismos que normalmente vivem no trato digestivo e podem desempenhar uma série de funções úteis para seus hospedeiros.

Microbiota de olho normal

  • Um pequeno número de bactérias são normalmente presente na conjuntiva.
  • Aqueles que devem estar presentes e não causam doenças (sob normal circunstâncias), mas em vez disso participam na manutenção da saúde, são considerados membros do normalflora.
  • Um pequeno número de bactérias são normalmente presente na conjuntiva.
  • Dê exemplos dos microrganismos encontrados na normal microbiota ocular

Doenças bacterianas da pele

  • Embora os sintomas da doença desapareçam em um ou dois dias, a pele pode levar semanas para voltar a normal.
  • A celulite pode ser causada por normal pele flora ou por bactérias exógenas e freqüentemente ocorre onde a pele foi previamente rompida.
  • Streptococcus e Staphylococcus do grupo A são os mais comuns dessas bactérias, que fazem parte da normalflora da pele, mas normalmente não causa infecção real enquanto na superfície externa da pele.

Penetrando nas defesas do host

  • Organismos que devem estar presentes, e que sob normal circunstâncias não causam doenças, mas participam na manutenção da saúde, são considerados membros do normalflora.
  • Muitas das bactérias no trato digestivo, coletivamente chamadas de intestino flora, são capazes de quebrar certos nutrientes, como carboidratos, que os humanos não poderiam digerir.
  • Normalflora as bactérias podem atuar como patógenos oportunistas em momentos de baixa imunidade.

Microbiota gastrointestinal normal

  • Intestino flora consistem em microrganismos que vivem no trato digestivo de animais e são o maior reservatório de humanos flora.
  • Intestino flora consiste em microrganismos que vivem no trato digestivo de animais e é o maior reservatório de humanos flora .
  • Estima-se que esses intestinos flora têm cerca de 100 vezes mais genes agregados do que no genoma humano.
  • As bactérias constituem a maior parte do flora no cólon e até 60% da massa seca das fezes.
  • Fungos e protozoários também fazem parte do intestino flora, mas pouco se sabe sobre suas atividades.

Supressão e alteração da microbiota por antimicrobianos

  • O corpo humano hospeda milhares de diferentes espécies de organismos microbianos, conhecidos como organismos microbianos flora ou microbiota.
  • Um exemplo é intestino flora entrar na corrente sanguínea do corpo.
  • No caso do intestino flora, isso pode prejudicar a capacidade do paciente de metabolizar os alimentos de maneira adequada.
  • Além de servir como uma função necessária como intestino flora devido ao metabolismo dos alimentos, alguma microbiota em nossos corpos tem a função de impedir que micróbios patogênicos habitem ou dominem outros flora em locais em nosso corpo.
  • C. albicans é normalmente inofensivo, mas quando as mulheres tomam alguns antibióticos, isso pode matar bactérias benéficas, especificamente lactobacilos, na área vulvovaginal.

Controle de infecções hospitalares

  • Duas categorias de microrganismos podem estar presentes nas mãos dos profissionais de saúde: transitórios flora e residente flora.
  • Os micróbios que compõem o residente flora são: Staphylococcus epidermidis, S. hominis e Microccocus, Propionibacterium, Corynebacterium, Dermobacterium e Pitosporum spp., enquanto no transicional podem ser encontrados S. aureus e Klebsiella pneumoniae e Acinetobacter, Enterobacter e Candida spp.
  • O objetivo da higiene das mãos é eliminar o transiente flora com a realização cuidadosa e adequada da lavagem das mãos, utilizando diferentes tipos de sabonete, ambos normal e géis anti-sépticos e à base de álcool.

Visão geral das reações humano-microbianas

  • Intestino flora consiste em microrganismos que vivem no trato digestivo de animais e é o maior reservatório de humanos flora.
  • As bactérias constituem a maior parte do flora no cólon e até 60% da massa seca das fezes.
  • Fungos e protozoários também fazem parte do intestino flora, mas pouco se sabe sobre suas atividades.
  • Pele flora são geralmente não patogênicos e comensais ou mutualistas.
  • Patógenos primários causam doenças como resultado de sua presença ou atividade dentro do normal, hospedeiro saudável.
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Outras Treponematoses

Bouba, causada por T pallidum subsp pertença, predomina nas áreas tropicais da África, América do Sul, Índia, Indonésia e Ilhas do Pacífico. Sua natureza altamente contagiosa é indicada por cerca de 50 milhões de casos em todo o mundo. A transmissão ocorre por meio do contato não sexual entre humanos. A maioria dos casos ocorre em crianças e adolescentes. Em áreas endêmicas, 75 por cento da população contrai bouba antes de atingir os 20 anos de idade.

A lesão primária, ou guinada da mãe, se desenvolve em 2 a 4 semanas no local de entrada da pele como uma pápula eritematosa indolor ou grupo de pápulas. As lesões aumentam e ulceram, exsudando um fluido seroso com uma coloração sangrenta que fervilha de organismos. Essas lesões cicatrizam em um a vários meses, deixando uma cicatriz atrófica e deprimida. Os treponemas se disseminam e, em 1 a 12 meses, evoluem lesões secundárias bastante semelhantes à da bouba materna. Os cortes dessas lesões se desenvolvem inicialmente na face e em áreas úmidas do corpo e, em seguida, se espalham para o tronco e os braços. A infecção das plantas e palmas das mãos é característica, como na sífilis. Pápulas granulomatosas elevadas podem aumentar até um diâmetro de 5 cm e depois cicatrizar, deixando áreas de despigmentação. Colheitas sucessivas dessas lesões ocorrem por muitos meses. A histopatologia é semelhante à observada na sífilis, com alterações vasculares mínimas e sem proliferação de células endoteliais. O estágio destrutivo tardio, às vezes chamado de bouba terciária, envolve infecção treponêmica dos ossos e periósteo, especialmente os ossos longos das pernas e antebraços e os ossos dos pés e das mãos. Os achados patológicos são semelhantes aos observados no estágio terciário da sífilis. Gomas altamente destrutivas também podem ocorrer dentro dos ossos e tecidos moles. O diagnóstico depende da localização geográfica, manifestações clínicas, demonstração de treponemas nos exsudatos e sorologia positiva. Em áreas em que a sífilis e a bouba coexistem, o diagnóstico definitivo é desnecessário, pois ambas podem ser erradicadas prontamente pela penicilina.

Pinta

Pinta, causada por T carateum, é endêmica nas áreas tropicais da América Central e do Sul. Recentemente, o número total de casos foi estimado em 500.000. A transmissão ocorre por meio do contato não sexual entre humanos. A maioria dos casos ocorre inicialmente em crianças e adolescentes.

A lesão primária se desenvolve dentro de 2 a 6 meses no local de entrada da pele como uma pápula ou grupo de pápulas eritematosas planas. Essas lesões e ocasionais lesões satélite aumentam ao longo de vários meses e produzem placas com superfícies escamosas. As lesões secundárias ocorrem após 2 a 18 meses ou mais e envolvem ulceração e manchas hipercrômicas. Normalmente, as mãos, pés e couro cabeludo estão infectados. Os estágios finais da pinta envolvem manchas de hipercromia e acromia, acantose irregular e atrofia epidérmica. As lesões cicatrizam inicialmente com hiperpigmentação, mas, com o tempo, tornam-se despigmentadas e hiperceratóticas devido à formação de cicatrizes. Os treponemas perturbam a pigmentação normal da melanina e produzem as manifestações cutâneas características em 2 a 5 anos.

Os diferentes estágios da doença não estão claramente separados e a sobreposição de manifestações é comum. O diagnóstico depende da localização geográfica, manifestações clínicas, demonstração de organismos em exsudatos e sorologia positiva. A penicilina é o antibiótico de escolha. Ao contrário da sífilis e da bouba, nas quais as lesões curam rapidamente após o tratamento com antibióticos, as lesões de pinta podem levar 1 ano para se resolverem completamente. Após manifestações primárias ou secundárias iniciais, a pigmentação da pele retorna ao normal. Em manifestações posteriores, no entanto, a pigmentação permanece alterada permanentemente.

Sífilis Endêmica

Sífilis endêmica, causada por T pallidum subsp endêmico, é encontrado nas áreas desérticas do Oriente Médio e da África do Sul e Central. A transmissão ocorre por meio do contato não sexual entre humanos. A maioria dos casos é contraída por crianças com mais de dois anos. A transmissão da sífilis endêmica, como a bouba e a pinta, está associada à falta de higiene. As manifestações clínicas podem ser bastante semelhantes às da sífilis e da bouba. O local de entrada geralmente são as membranas mucosas dos olhos e da boca. A lesão primária, uma pequena pápula, é detectável em apenas 1% dos casos. Após dois a três meses, lesões ou placas secundárias se desenvolvem nas membranas mucosas, pele, músculos e ossos. Essas pápulas escorrendo erodem, endurecem, tornam-se condilomatosas e, eventualmente, cicatrizam. As manifestações clínicas, então, não são aparentes por 5 a 15 anos (latência). A sífilis endêmica tardia se desenvolve na pele e no sistema esquelético. As lesões cutâneas podem ser superficiais, nodulares ou tuberosas, ou podem ser gomas profundas altamente destrutivas. Lesões ósseas destrutivas freqüentemente se localizam na tíbia. O diagnóstico depende da localização geográfica, manifestações clínicas, treponemas no exsudato e sorologia positiva. A penicilina erradica a sífilis endêmica.