Detecção de bactérias do gênero Legionella em amostras de água de sistemas de ar condicionado*
Detection of the Legionella genus in water samples from air conditioning systems
Helder Yudji Etto; Maria Tereza Pepe Razzolini
Departamento de Saúde Ambiental, Faculdade de Saúde Pública, Universidade de São Paulo, São Paulo-SP, Brasil
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RESUMO
OBJETIVO: determinar a presença de Legionella sp. em amostras de água de sistemas de ar condicionado.
METODOLOGIA: foram analisadas 41 amostras de água de sistemas de ar condicionado; as amostras foram concentradas em membrana, seguindo-se seu tratamento ácido; alíquotas das amostras tratadas e não tratadas com ácido foram inoculados em BCYE α-ágar, com e sem antibióticos.
RESULTADOS: quatro (9,8%) das amostras analisadas apresentaram resultado positivo para Legionella sp.; uma foi identificada como Legionella pneumophila sorogrupo 1, confirmando-se a presença de Legionella sp. nos sistemas de ar condicionado estudados; observou-se uma maior frequência dos isolados em hospitais.
CONCLUSÃO: os achados demonstram a importância e a necessidade de se programar planos de monitorização de sistemas de ar condicionado, como medida preventiva contra a colonização por patógenos.
Palavras-chave: Legionella; água; ar condicionado.
SUMMARY
OBJECTIVE: the study aims to determine Legionella presence in water samples from air-conditioning systems. ]]>
METHODOLOGY: 41 samples of water from air-conditioning systems were concentrated on membrane, and received acid treatment; aliquots of the sample treated and not treated with acid were inoculated on BCYE-α agar medium, with and without added antibiotics.
RESULTS: from the samples analyzed, 4 (9.8%) were positive for Legionella sp.; one was identified as Legionella pneumophila serogroup 1, revealing the presence of Legionella sp. in those systems; it was observed a higher frequency in isolates from hospitals.
CONCLUSION: the results demonstrate the importance and the need of monitoring plans in air-conditioning systems as a preventive measure against colonization by pathogens
Key words: Legionella; water; air conditioning.
Introdução
O gênero Legionella tem sido reconhecido como importante agente etiológico causador da doença do trato respiratório conhecida como legionelose ou doença do legionário,1 a qual se caracteriza por pneumonia aguda com sintomas como febre alta, dores de cabeça, calafrios, diarreia e tosse seca.
Legionella é uma bactéria aquática e tem sido isolada em ambientes construídos pelo homem, como os sistemas de ar condicionado, que apresentam condições favoráveis para sua proliferação.2,3 Em decorrência da colonização pela bactéria do gênero Legionella, tais sistemas têm sido identificados como fonte de propagação desses organismos, o que pode resultar em surtos de legionelose.4,5 A presença desses organismos em sistemas de ar condicionado de ambientes confinados configura um problema de Saúde Pública, pois essas bactérias podem ser inaladas juntamente com partículas suspensas de poeira ou aerossóis originários dos sistemas de ar condicionado.
De acordo com estudos epidemiológicos, alguns surtos de legionelose são resultado do crescimento de Legionella sp. em torres de resfriamento e sistemas de ar condicionado.6,7 Esse patógeno emergente é objeto de estudo em vários países.1,6,8-11 Pesquisa realizada pelo European Working Group of Legionnaires' Infection (EWGLI), no período de 1987 a 2008, mostrou aumento do número de casos de legionelose na Europa,7 indicando a preocupação em se identificar as fontes dessas infecções.
]]> No Brasil, Pellizari e colaboradores12 realizaram um estudo para avaliar a ocorrência do gênero Legionella em amostras de água de residências, edifícios públicos, hospitais e plantas industriais em São Paulo e encontraram que, das 69 amostras analisadas, seis foram positivas para a presença de Legionella sp. Ferreira13 analisou amostras de água de cinco hospitais no Rio de Janeiro: os resultados revelaram a presença de Legionella pneumophila sorogrupo 1 em todas as amostras examinadas. Carvalho e colaboradores,14 analisaram 67 amostras de água de reservatórios naturais, torres de resfriamento, clínicas dentárias, sistemas de aquecimento e condensadores na cidade de São Paulo: o gênero Legionella foi isolado em nove amostras.O objetivo do presente estudo foi o de analisar amostras de água coletadas em bandejas de aparelhos de ar condicionado para avaliar a presença de Legionella sp. Esses locais apresentam características favoráveis à proliferação dessas bactérias e, portanto, significam potenciais fontes de surtos de legionelose em locais confinados.
Metodologia
Foram coletadas amostras de água de bandejas de sistemas de ar condicionado de edifícios localizados no município de São Paulo, no período de julho de 2007 a agosto de 2008, respeitando-se uma frequência bimestral. Um total de 41 amostras foram coletadas e analisadas nos seguintes pontos: a) Centro Comercial (CC), onde as amostras de água foram coletadas de três máquinas diferentes, identificadas como CC M1 (n=6), CC M2 (n=6) e CC M3 (n=6); b) hospital 1 (HO1), onde as amostras de água foram coletadas de duas máquinas distintas, identificadas como HO1 M1 (n=6) e HO1 M2 (n=6); c) hospital 2 (HO2) (n=6); e iv) instituto de ensino IES (n=5).
Volumes de um litro de amostra de água foram coletados em frascos estéreis, transportados sob refrigeração e examinados em um período de 24 horas, de acordo com os 'Standard Methods for Examination of Water and Wastewater'.15 O teor de cloro residual das amostras foi medido pelo método colorimétrico, utilizando-se o analisador de cloro Policontrol®. A temperatura da água foi obtida mediante o uso de termômetro de coluna de mercúrio; e o valor de pH, utilizando-se papel universal indicador de pH.
O isolamento e a identificação de Legionella foram realizados de acordo com os 'Standard Methods for Examination of Water and Wastewater'.15
As amostras coletadas foram concentradas em membrana de policarbonato de 47mm de diâmetro, com porosidade de 0,22µm. Após a concentração na membrana, o material retido foi ressuspendido em um tubo cônico do tipo Falcon de 50mL, contendo 10mL de água destilada, submetido a agitação utilizando-se agitador de tubos do tipo vortex, por três vezes durante 30 segundos. Após a ressuspensão do material aderido à membrana, volume de 1mL da amostra foi submetido a tratamento com ácido. O restante da amostra não foi submetido a esse tratamento.
Para o tratamento com ácido, 1,0mL da amostra foi transferido para um tubo de ensaio e a esse volume foi adicionado 1,0mL da solução para tratamento ácido (KCl/HCl 0,2M). A solução é mantida em repouso por 15 minutos, passados os quais adicionou-se 1,0 mL de solução alcalina (KOH 0,1N) para neutralizar a ação do ácido.
Uma alíquota de 0,1mL de cada uma das amostras - tratada com ácido e não tratada - foi inoculada, em triplicata, pela técnica de spread plate, em placas de Petri contendo 'Buffered Charcoal Yeast Extract Alpha Base' (BCYE-alfa) e BCYE-alfa suplementado com glicina, vancomicina, polimixina B e cicloeximina (GVPC). As placas de Petri foram incubadas a 35°C±0,5°C.
]]> Com 48 horas de incubação, foi feita a primeira leitura de placas. Após a primeira leitura, as placas foram incubadas por um período de até oito dias, sendo examinadas diariamente durante todo o período. As colônias típicas foram transferidas para os meios de cultura BCYE-alfa e BCYE sem cisteína, e incubadas a 35°C±0,5°C por 24 horas, para confirmação do gênero Legionella.As colônias confirmadas como Legionella sp. foram submetidas ao teste de látex Oxoid®, para identificação de espécies. O teste de látex é composto por uma cartela de reação, uma suspensão-tampão e seis reagentes. O primeiro reagente identifica L. pneumophila sorogrupo 1; consiste de partículas de látex azul sensibilizadas com anticorpos de coelho específicos contra o antígeno do sorogrupo 1. O segundo reagente identifica L. pneumophila sorogrupos 2 a 14 e consiste de partículas de látex azul sensibilizadas com anticorpos de coelho específicos contra o antígeno do sorogupo 2 a 14. O terceiro constitui um soro polivalente, que identifica seis prováveis espécies - L. longbeachae; L. bozemanni; L. dumoffi; L.gormanii; L. jordanis; L. micdadei; e L. anisa - e consiste de partículas de látex azul sensibilizadas com anticorpos de coelho específicos contra essas seis espécies. O quarto reagente é o controle positivo, ou seja, uma suspensão polivalente de células de Legionella em tampão e o quinto reagente é o controle negativo, composto por suspensão de células de L. spiritensis em tampão não reativo com os reagentes do teste. O quarto e quinto reagentes são utilizados para verificação do correto funcionamento dos reagentes do látex. O sexto reagente é um látex de controle, constituído de partículas de látex azul sensibilizadas com globulina de coelho não reativa.
Para o controle positivo dos testes de látex, foi utilizada uma cepa de L. pneumophila INCQS 00437, correspondente a ATCC 33737; e para o controle negativo, foi utilizada água destilada.
Na avaliação do desempenho do método, utilizou-se lentícula com concentração conhecida de Legionella pneumophila (4,38x104UFC/disc), produzido pela 'Health Protection Agency' (HPA). A lentícula foi reidratada em 1mL de solução de tampão fosfato, seguindo-se as instruções do fabricante. Logo, a solução foi transferida a um frasco estéril contendo 1L de solução-tampão de fosfato estéril, então submetida ao mesmo processo de isolamento de Legionella já descrito aqui.
A taxa de recuperação foi obtida de acordo com a seguinte equação:
R (%) = [(concentração de Legionella / 4,38x104)] x 100
Para a avaliação das condições sanitárias dos sistemas de ar condicionado avaliados, realizou-se a quantificação de bactérias heterotróficas de acordo com os 'Standard Methods for Examination of Water and Wastewater' (APHA 2000),15 mediante técnica de pour plate, utilizando-se o 'Plate Count Agar' (Difco®, USA), com tempo de incubação de 48 horas a 35±0,5°C.
Resultados
Das 41 amostras de água analisadas dos sistemas de ar condicionado, quatro (9,8%) foram positivas para a presença de Legionella sp. como mostra a Figura 1.
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Três das quatro amostras positivas para a presença de Legionella sp. foram obtidas a partir do sistema localizado no hospital HO1. Das cepas isoladas do ponto HO1 M1, uma foi identificada como Legionella pneumophila sorogrupo 1, com concentração de 1,0x102UFC/L; a outra foi identificada como uma das seis possíveis espécies segundo o teste de látex - L. longbeachae; L. bozemanni; L. dumoffi; L. gormanii; L. jordanis; L. micdadei; e L. anisa -, exibindo concentração de 2,0x102UFC/L. A espécie isolada do ponto HO1 M2, igualmente, foi identificada como uma das seis possíveis espécies segundo o teste de látex, com concentração de 1,6x102UFC/L. E a quarta espécie isolada de Legionella, obtida de amostra proveniente do CC M3, também foi identificada como uma das seis espécies supracitadas, apresentando concentração de 1,3x102UFC/L.
Em relação às condições higiênico-sanitárias, a concentração de bactérias heterotróficas variou de <1 a 2,62x104UFC/mL, como mostra a Tabela 1. Observou-se, entre os pontos de coleta, maior concentração desses organismos entre os meses de novembro e dezembro, quando se registram temperaturas mais elevadas.
]]> A média de temperatura nos pontos de coleta foi de 14,1°C, variando de uma máxima de 19,0°C à mínima de 12,0°C. No hospital HO1, ponto HO1 M1, a média da temperatura da água foi de 15,5°C; e no ponto HO1 M2, verificou-se média de 14,5°C. No hospital HO2, a média observada foi de 14,0°C. No instituto de ensino superior, IES, a temperatura média foi de 15,2°C. E no centro comercial, CC, as temperaturas médias encontradas nos pontos CC M1, CC M2 e CC M3 foram de 13,0°C, 13,5°C e 13,5°C, respectivamente.
As medidas de pH mostraram pouca variação entre as amostras avaliadas: uma (2,4%) apresentou pH 4,0; quatro (9,8%) apresentaram pH 6,0; e 36 (87,8%) apresentaram pH 5,0. As medidas de cloro residual livre também mostraram pouca variação: apenas uma amostra coletada no IES e outra no CC M2 apresentaram concentração de cloro residual livre, com valores de 0,1 e 1,5mg Cl/L, respectivamente. Todas as demais amostras apresentaram valores <0,1mg Cl/L.
O resultado de desempenho do método utilizado foi uma taxa de recuperação de Legionella de 51,0 a 75,0% (desvio padrão de ±10,44%).
Discussão
Os resultados obtidos por este estudo revelaram a ocorrência do gênero Legionella em sistemas de ar condicionado: das 41 amostras de água analisadas, quatro (9,8%) foram positivas para a presença da bactéria. Esses resultados corroboram os achados de Pellizari e colaboradores,12 Turetgen e colaboradores5 e Carvalho e colaboradores.14
Três dos quatro isolados de Legionella foram obtidos a partir de amostras oriundas dos sistemas de ar condicionado do hospital HO1, sendo dois isolados da mesma máquina de ar condicionado. Esse resultado evidencia que a manutenção dessa máquina pode estar sendo negligenciada e, portanto, favorecendo a formação de biofilmes e colonização por bactérias patogênicas como as do gênero Legionella. Os outros isolados foram identificados como seis possíveis espécies de importância clínica, haja vista serem considerados responsáveis por causar pneumonia nosocomial.16,17
As concentrações de Legionella sp. obtidas variaram de 1,0x102UFC/L a 2,0x102UFC/L. Os achados destes autores coincidem com os resultados relatados por Bentham,18 que analisou amostras de água de sistemas de ar condicionado associados a surtos de legionelose, nos quais obteve concentrações abaixo de 100UFC/mL. O autor sugere que concentrações elevadas de Legionella sp. nesses sistemas não são comuns, ocorrem esporadicamente e, nesses episódios de pico, podem resultar em surtos da doença.
Segundo Stout e colaboradores,3 a concentração de Legionella sp. não é relevante para a avaliação de risco de surtos. Relevante seria a presença desse patógeno associado à extensão da área colonizada pela bactéria. O mesmo foi observado por Armstrong e colaboradores,19 que relataram a exposição a uma cepa virulenta suficiente para causar a doença.
As faixas de concentrações de bactérias heterotróficas encontradas foram de <1 a 2,62x104UFC/ mL. Relatos encontrados na literatura consultada sugerem associação entre a presença de biofilme e a presença do gênero Legionella.20-22 No presente estudo, entretanto, não foi possível demonstrar essa relação dado o número de amostras positivas para a presença de Legionella sp. e a grande variação na concentração de bactérias heterotróficas nas amostras analisadas.
]]> A média de temperatura encontrada nos pontos de coleta foi de 14,1°C. Segundo Rogers e colaboradores,4 sob condições de temperaturas inferiores a 20°C, a taxa de crescimento da bactéria diminui ou não é observada. Nessas condições, os organismos podem permanecer viáveis, porém não cultiváveis.9,23Outro fator que pode ter influenciado no baixo número de isolamentos é que as amostras apresentaram valores de pH 6,0 em todas as ocasiões avaliadas. Embora a baixa temperatura e o pH de caráter ácido possam causar alterações fisiológicas nas células, estas podem permanecer viáveis mas não cultiváveis. O fato de as células se apresentarem não cultiváveis, porém viáveis, leva a um número subestimado de organismos no ambiente estudado.17
O teor de concentração do cloro utilizado como desinfetante nesses sistemas também pode influenciar a taxa de crescimento desses organismos. Estudo realizado por Gião e colaboradores24 demonstrou que diferentes concentrações de cloro podem afetar o desenvolvimento da bactéria. No presente estudo, porém, não foi possível estabelecer tal relação, já que a maioria das amostras apresentou concentração de cloro <0,1mg Cl/L; e nas amostras cuja concentração foi maior que 0,1mg Cl/L, Legionella sp. não foi isolada.
De acordo com os resultados aqui obtidos, pode-se concluir que o gênero Legionella sp. esteve presente nos sistemas de ar condicionado examinados, incluindo-se a espécie L. pneumophila sorogrupo 1, a qual foi isolada de sistema de ar condicionado de um dos hospitais participantes. Esse resultado denota que a manutenção preventiva desses equipamentos merece especial atenção. A presença dessas bactérias representa risco aos ocupantes de ambientes climatizados, especialmente no ambiente hospitalar, onde há maior frequência de pessoas com a saúde comprometida.
Ressalta-se, portanto, que o monitoramento e vigilância permanente de sistemas de ar condicionado faz-se necessário para prevenir a colonização desses sistemas por organismos patogênicos e, assim, proteger a saúde dos ocupantes e usuários em ambientes climatizados.
Agradecimentos
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Capes -, do Ministério da Educação, pelo apoio financeiro a este estudo.
À Dra. Maria Inês Zanoli Sato e à Dra. Elayse Maria Hachich, da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo - CETESB -, pelas cepas de Legionella pneumophila essenciais para a realização deste trabalho.
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Endereço para correspondência:
Universidade de São Paulo,
Faculdade de Saúde Pública, ]]>
Departamento de Saúde Ambiental,
Av. Dr Arnaldo, 715, 1o Andar,
São Paulo-SP, Brasil.
CEP: 01246-904
E-mail:helder.etto@usp.br; helder.etto@gmail.com
Recebido em 18/10/2010
Aprovado em 14/12/2011
*O estudo contou com o apoio financeiro da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes)/Ministério da Educação.
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