Microbioma Hospitalar: estrutura e função das comunidades microbianas ambientais

Abstract

Ao representarem um problema de saúde pública, as Infeções Associadas aos Cuidados de Saúde (IACS) têm gerado investimentos significativos por parte do poder público. As IACS frequentemente envolvem organismos do grupo ESKAPE (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa e espécies de Enterobacter). Tem sido documentado que estes organismos podem estar presentes em superfícies não críticas. Habitualmente, as superfícies não críticas, devido ao contacto com a pele sem lesões, são consideradas de baixo risco para contaminações. Descobertas recentes revelaram que os métodos convencionais de limpeza e desinfeção utilizados não eliminam completamente os organismos ESKAPE. Essa revelação sinaliza a importância de estabelecer índices microbiológicos em hospitais, semelhantes aos empregados na indústria de alimentos.O estudo focou as estirpes obtidas por amostragem dos equipamentos e superfícies não críticas em três enfermarias de um hospital português. A aplicação dos índices microbiológicos para controlo de qualidade utilizou a contagem das colónias aeróbias totais, determinadas para equipamentos e superfícies. A identificação das estirpes foi realizada por sequenciação do gene que codifica o 16S rRNA. O estudo explorou, particularmente, os perfis de resistência de duas espécies de bactérias do grupo ESKAPE, Pseudomonas aeruginosa e Klebsiella pneumoniae. Características como resistência aos agentes antimicrobianos, capacidade de produção de biofilme e potencial para degradar agentes poliméricos habitualmente usados em hospitais foram determinadas para as estirpes selecionadas. Além disso, a fim de abordar as preocupações urgentes da pandemia COVID-19, este estudo avaliou três mecanismos de desinfeção de diferentes Dispositivos de Proteção Respiratória (DPRs). Dado o uso generalizado de DPRs, nomeadamente máscaras cirúrgicas, máscaras KN95 e máscaras de pano, e o seu descarte no lixo doméstico revelaram desafios ambientais. Para aumentar as informações sobre como lidar com o novo problema, esta investigação examinou a eficácia dos métodos para desinfeção de DPRs. Os resultados confirmaram a presença de organismos ESKAPE, destacando particularmente a prevalência de P. aeruginosa, K. pneumoniae e Enterobacter sp. Esses organismos estão associados, principalmente às áreas hospitalares sujeitas a humidade. Os locais de dispersão bacteriana foram identificados no ralo dos lavatórios dos quartos, no chuveiro das casas de banho, nas cadeiras de apoio ao banho, na parte interna dos dispersores dos chuveiros, na parte interna das mangueiras dos chuveiros, na parede dos duches, nas bancadas das salas de enfermagem, nas torneiras dos lavatórios dos quartos e nas torneiras das salas de enfermagem. As estirpes isoladas das espécies de P. aeruginosa e K. pneumoniae exibiram suscetibilidade à maioria dos antibióticos clinicamente relevantes. Além disso, 97% das estirpes demonstraram capacidade para produzir biofilme e a estirpe P. aeruginosa 440Pi mostrou potencial para degradar material polimérico. Os pontos críticos de distribuição de água potável (tubagens, parte interna da mangueira do chuveiro e a parte interna do dispersor do chuveiro) foram considerados pontos-chave de entrada de P. aeruginosa no ambiente hospitalar. Relativamente aos processos de descontaminação dos DPRs, o peróxido de hidrogénio nebulizado foi o mais efetivo, demonstrando eficácia superior à descontaminação. O número de ciclos de tratamento não teve efeito significativo sobre a eficiência dos processos de descontaminação em análise. Além disso, a eficiência da filtração não foi comprometida ao longo dos ciclos de tratamento e os efeitos visíveis foram primariamente restritos às mudanças na permeabilidade ao ar.

By representing a public health concern, Healthcare-Associated Infections (HAIs) have generated significant investments from public authorities. HAIs often involve ESKAPE organisms - Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa and several Enterobacter strains. It has been documented that these organisms can be present on non-critical surfaces. Commonly, non-critical surfaces, due to their contact with not damaged skin, are considered low risk for contamination. However, recent findings reveal that conventional cleaning and disinfection methods used do not eliminate completely ESKAPE organisms. This highlights the need for establishing microbiological indices for quality in hospitals, similar to those employed in the food industry. In this study, equipment and non-critical surfaces were sampled from three nurseries of a Portuguese hospital. The application of the microbiological indices for quality control used the enumeration of total aerobic colonies count determined for the equipment and surfaces. The identification of the isolated strains was achieved through 16S rRNA gene sequencing and analysis. The study analysed in more detail the resistance profiles of two ESKAPE bacteria species, namely Pseudomonas aeruginosa and Klebsiella pneumoniae. Characteristics such as resistance to antimicrobial agents, biofilm production abilities, and potential for degradation polymeric agents commonly used in hospitals were determined for the strains selected. Additionally, in order to address the pressing concerns of the COVID-19 pandemic, this study evaluated three disinfection mechanisms of different respiratory protective devices (RPDs). Given the widespread use of RPDs, namely surgical, KN95, and cloth masks, their disposal in domestic waste raised environmental challenges. To increase the information on how to deal with the new problem, this study examined the effectiveness of disinfection methods for RPDs. The results confirmed the presence of ESKAPE organisms, particularly highlighting the prevalence of P. aeruginosa, K. pneumoniae, and Enterobacter sp. on non-critical equipment and surfaces. These organisms were mainly associated with hospital areas subjected to humidity. The bacterial dispersion sites were identified in the WC sink´s drain, WC shower, WC chair, WC shower inner part, WC hose inner part, WC wall, nursing bench, WC sink´s tap, and nursing room tap. The isolated strains of P. aeruginosa and K. pneumoniae species exhibited susceptibility to most clinically relevant antibiotics. Moreover, 97% of the strains demonstrated the ability to produce biofilm and the strain P. aeruginosa 440Pi showed the potential to degrade polymeric material. The critical points of drinking water distribution (pipes, WC hose inner part WC shower inner part) were considered key entry points for P. aeruginosa into the hospital environment. Regarding the decontamination processes of RPDs, the nebulized hydrogen peroxide was the most effective, demonstrating superior decontamination efficacy. The number of treatment cycles did not have a significant effect on the efficiency of the decontamination processes under analysis. Furthermore, the filtration efficiency was not compromised throughout the treatment cycles and visible effects were primarily confined to changes in air permeability.