Avaliação de técnicas para identificação de micobactérias não tuberculosas isoladas de amostras clínicas no estado de Santa Catarina

Abstract

O gênero Mycobacterium compreende aproximadamente 200 espécies, incluindo bactérias patogênicas, oportunistas e não patogênicas. As micobactérias pertencentes ao Complexo M. tuberculosis são responsáveis por causar tuberculose, enquanto as micobactérias não tuberculosas podem causar micobacterioses. A identificação das espécies de micobactérias é essencial, pois fornece informações importantes sobre epidemiologia e possibilita o tratamento bem-sucedido dos pacientes. Tradicionalmente, a identificação do gênero Mycobacterium foi baseada nas características bioquímicas fenotípicas. No entanto, esses testes são demorados e às vezes produzem resultados ambíguos. Muitos métodos foram desenvolvidos para identificação de micobactérias não tuberculosas nas últimas décadas, superando as limitações dos métodos fenotípicos convencionais. O tratamento de micobacteriose em geral é espécie-específico, algumas espécies dentro de complexos apresentam alta resistência a antimicrobianos, assim, o poder discriminatório de cada metodologia é de fundamental importância para o sucesso do tratamento. O Objetivo do presente estudo foi avaliar o poder discriminatório em nível de espécie de diferentes metodologias para identificação de micobactérias não tuberculosas, bem como, a epidemiologia de infecções por micobactérias não tuberculosas no Estado de Santa Catarina. O projeto iniciou com um relatório que incluiu todos os isolados de micobactérias não tuberculosas associados a infecções, enviados ao laboratório de referência estadual para identificação entre 2010 e 2019. Foram recuperados 58 isolados de micobactérias não tuberculosas de amostras clínicas da coleção estadual, previamente identificados no laboratório de referência, que foram caracterizados utilizando três metodologias: análise de polimorfismo de comprimento de fragmento de restrição por PCR (PCR-PRAhsp65), espectrometria de massa por ionização e dessorção assistida por matriz (MALDI-TOF MS) e sequenciamento parcial dos genes hsp65 e rpoB. A PCR-PRAhsp65, MALDI-TOF MS e o Sequenciamento parcial dos genes hsp65 e rpoB mostraram elevado poder discriminatório de espécies de micobactérias não tuberculosas isoladas de amostras clínicas. Os métodos PCR-PRAhsp65 e MALDI-TOF MS apresentaram concordância de 94,23% entre si. Quando comparados ao sequenciamento parcial dos genes hsp65 e rpoB, observou-se que a PCR-PRAhsp65 identificou corretamente 94,82% dos isolados e o MALDI-TOF MS, 96,15%. O método de identificação de espécies de micobactérias não tuberculosas por MALDI-TOF MS se mostrou mais rápido, de maior facilidade de execução, com ótimo poder discriminatório e apresentou melhor custo-benefício para a implantação em laboratórios de rotina de microbiologia clínica entre as metodologias analisadas.

Abstract: The genus Mycobacterium comprises approximately 200 species, including pathogenic, opportunistic, and non-pathogenic. Mycobacteria belonging to the Mycobacterium tuberculosis complex are responsible for causing tuberculosis, while nontuberculous mycobacteria can cause mycobacteriosis. The identification of mycobacteria at the species level is essential, as it provides important information about epidemiology and enables the successful treatment of patients. Traditionally, the identification of the Mycobacterium genus was based on the phenotypic biochemical characteristics. However, these tests are time-consuming and sometimes produce ambiguous results. Many methods have been developed for the identification of nontuberculous mycobacteria in recent decades, overcoming the limitations of conventional phenotypic methods. The treatment of mycobacteriosis in general is species-specific, some species within complexes have high resistance to antimicrobials, thus, the discriminatory power of each methodology have fundamental importance for the success of the treatment. The objective of the present study was to evaluate the discriminatory power at the species level of different methodologies for the identification of non-tuberculous mycobacteria, as well as the epidemiology of infections by non-tuberculous mycobacteria in the State of Santa Catarina, Brazil. The project started with a report that included all nontuberculous mycobacteria isolates associated with the infections, sent to the State reference laboratory for identification between 2010 and 2019. 58 nontuberculous mycobacterial isolates from clinical samples were recovered from the State collection, previously identified in the reference laboratory, which were characterized using three methodologies: Polymerase chain reaction and restriction fragment length polymorphism analysis (PCR-PRAhsp65), Matrix assisted laser desorption ionization time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) and Partial sequencing of the hsp65 and rpoB genes. PCR-PRAhsp65, MALDI-TOF MS and the Partial sequencing of hsp65 and rpoB genes showed high discriminatory power of identification of nontuberculous mycobacterial species isolated from clinical samples. The PCR-PRAhsp65 and MALDI-TOF MS methods showed 94.23% agreement between them. When compared to partial sequencing of the hsp65 and rpoB genes, it was observed that PCR-PRAhsp65 correctly identified 94.82% of the isolates and MALDI-TOF MS, 96.15%. The method of identifying species of non-tuberculous mycobacteria by MALDI-TOF MS proved to be faster, easier to perform, with excellent discriminatory power and presented a better cost-benefit ratio for implantation in routine clinical microbiology laboratories among the analyzed methodologies.