O botulismo é uma doença rara, mas séria, causada pela bactéria anaeróbia Gram positiva Clostridium botulinum, que se desenvolve no solo. Esta bactéria produz uma toxina, a toxina botulínica (designada muitas vezes por BTX or BoNT) que afecta principalmente os terminais nervosos, resultando entre outras coisas em fraqueza e paralisia.
Há 3 tipos de botulismo:
•Proveniente da alimentação: provem da ingestão de alimentos contaminados com a toxina
•Feridas : feridas infectadas com a bactéria produtora da toxina botulínica
•Botulismo infantil: causado pelo consumo de esporos da bactéria, que se desenvolvem e colonizam o tracto GI da criança.
Estes três tipos de botulismo são potencialmente fatais.
Menos de 200 casos por ano são actualmente reportados nos Estados Unidos [1], [2].
A história de C. botulinum e da toxina botulínica tem início no final do século XVIII, com o relato de envenenamentos alimentares, após o consumo de linguiças e de carne, e a ocorrência de várias mortes.
Os estudos científicos sobre botulismo iniciaram-se em 1817, sendo Justinus Kerner o primeiro a contribuir para o estudo da toxina botulínica e das suas aplicações terapêuticas.
•Em 1870, Muller (outro físico alemão) surgiu pela primeira vez com o nome Botulismo, do latim botulus, que significa salsicha.
•Em 1895, o Professor Emile Van Ermengem, da Bélgica, foi o primeiro a isolar a bactéria Clostridium botulinum.
•Em 1928, o Dr. Herman Sommer, da Universidade da California, foi o primeiro a isolar e purificar a toxina botulínica tipo A (BoNT-A).
•Em 1949, o Dr. Burgen descobriu que a toxina botulínica bloqueia a transmissão neuromuscular.
•Dr. Alan B. Scott, do Smith-Kettlewell Eye Research Institute, usou em 1980 a BoNT-A pela primeira vez em humanos para tratar o estrabismo.
•Em Dezembro de 1989, BoNT-A (BOTOX®) foi aprovado pela Food and Drug Administration (FDA) para o tratamento de estrabismo, blefaroespasmo (espasmos da pálpebra), e em espasmos hemifaciais em crianças com idade inferior a 12 anos [3].
A toxina botulínica (BTX ou BoNT) consiste numa mistura complexa de proteínas contendo a neurotoxina botulínica e várias proteínas não tóxicas.
Pode ser subdividida em 7 tipos de neurotoxinas:
A, B, C (subdividida em C1 e C2), D, E, F e G, sendo estas antigenicamente e serologicamente distintas, mas apresentando uma estrutura similar. Sabe-se que as neurotoxinas A, B e E afectam sobretudo o Homem enquanto a C e D causam toxicidade sobretudo em animais.
Estima-se que a incidência relativa de cada tipo de neurotoxina seja cerca de 54.1% para A; 14.8% para a B; 26.7% para E; e 1.5% para F.
Todas são polipeptideos, originalmente inactivos, com cerca de 150kDa.
Também a actividade farmacológica dos diferentes tipos da toxina é semelhante.
Na sua forma activa, depois de clivada, a toxina botulínica existe como um dímero, ou seja, 2 cadeias, uma pesada H (heavy) e uma leve (light), ligadas por uma ponte dissulfito.
Acredita-se que a cadeia pesada H, de 100kDa, é responsável pelo reconhecimento colinérgico, devido á sua forte, rápida e muito especifica ligação á placa motora do neurónio, estando também associada á internalização da toxina.
A actividade tóxica, por outro lado, parece estar associada á cadeia leve, de 50kDA, que bloqueia a libertação de acetilcolina mediada pelo cálcio. Esta cadeia funciona como uma endopeptidase de zinco.
A neurotoxina A tem sido a mais estudada ao longo dos anos para fins terapêuticos. Contudo, a neurotoxina B encontra-se já actualmente no mercado [4], [5].
Botulismo alimentar: é causado pela ingestão de alimentos contaminados com a toxina botulínica.
A toxina botulínica, quando em solução, é transparente, ou sem cor, sem odor, e aparentemente sem sabor. A toxina é rapidamente inactivada pelo calor (85ºC durante 5 minutos. Daí que o botulismo alimentar seja sempre transmitido através de alimentos que não são cozinhados antes de serem ingeridos. A refrigeração não destrói os esporos.
Os alimentos normalmente associados ao botulismo são os enlatados em casa, como conservas de vegetais, molhos, carnes, peixe, sem grandes cuidados de higiene ou esterilização.
Botulismo infantil ou botulismo intestinal: o botulismo infantil ocorre quando os esporos da bactéria Clostridium botulinum são ingeridos pelo bebé, até 1 ano de idade. Os esporos vão desenvolver-se e colonizar o intestino da criança, começando a produzir a neurotoxina propriamente dita. Os sintomas começam muitas vezes com obstipação, assim como alterações no choro e expressões faciais diminuídas, seguindo-se a paralisia descendente.
Ainda não se sabe muito bem o que torna as crianças susceptíveis a uma colonização por parte de C. botulinum.
O mel é o único reservatório de esporos conhecido directamente ligado ao botulismo infantil e por isso deve ser evitado no primeiro ano de vida
Botulismo a partir de feridas: esta forma de botulismo resulta da contaminação de uma ferida com a bactéria C. botulinum, que secreta a neurotoxina directamente para a corrente sanguínea. O botulismo a partir de feridas tornou-se mais comum nos toxicodependentes que injectam drogas por via intravenosa.
É uma das formas mais raras de botulismo [5], [6].
A acção clássica da toxina botulínica é a inibição da libertação da acetilcolina nos terminais nervosos motores, levando a uma diminuição da contracção muscular. Para que isto ocorra, é necessária uma modificação na estrutura terciária da toxina para que ela actue nas sinapses colinérgicas. Uma vez injectada, a toxina atinge o terminal nervoso colinérgico por difusão, e depois ocorrem três etapas:
a)Ligação ao terminal nervoso colinérgico: A cadeia pesada (H) da neurotoxina liga-se a receptores (glicoproteínas) dos neurónios colinérgicos de grande especificidade.
b)Internalização/translocação: Uma vez ligada à célula neuronal, dá-se o processo de internalização, presumivelmente por endocitose. Após a internalização, a ponte dissulfídrica é quebrada sob condições ácidas, de modo que a cadeia pesada (H) facilita a entrada da cadeia leve (L) para o compartimento citoplasmático do terminal nervoso.
c)Inibição cálcio dependente da libertação/exocitose da acetilcolina: A cadeia leve (L) age como uma enzima zinco-dependente com capacidade proteolítica, quebrando selectivamente as ligações peptídicas da proteína SNARE (Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor Attachment protein REpector complex), essencial para a libertação do neurotransmissor. A cadeia leve quebra as proteínas responsáveis pela fusão das vesículas de acetilcolina com a membrana celular do terminal nervoso [7].
Apesar de ser a mais potente neurotoxina biológica conhecida, a toxina Botulínica é uma grande promessa no tratamento de muitas doenças. Uma vez que a Toxina Botulínica (nomeadamente tipo A, B e E) paralisa ou enfraquece reversivelmente o músculo esquelético, já foi usada com sucesso para tratar o estrabismo, distonias e outras desordens de movimento e espasticidade.
Abaixo estão resumidas algumas das condições para as quais o tratamento com a toxina Botulínica A já foi testado:
Neurologia: Distonias crânicas, cervicais de tronco e de membros, espasmo hemifacial, sincinesias faciais, tremores, Síndrome Gilles de la Tourette, mioclonia, sintomatologia associada ao tétano, dor, rigidez.
Oftalmologia: Estrabismo, blefarospasmo, apraxias oculares, exotropia, entrópio, ptose protetora.
Gastroenterologia: Acalásia de esófago, fissura anal, anismo, disfunção do esfíncter de Oddi, bloqueio do plexo celíaco, pseudoacalásia.
Estética: Correções de assimetrias faciais, tratamento estético de rugas hipercinéticas, síndrome de Frey, hiperhidrose focal palmar, plantar e axial
Ginecologia: Vaginismo
Fisiatria e Reabilitação: Espasticidade: paralisia cerebral, sequelas de acidentes vasculares cerebrais, traumatismos cranianos, doenças neurológicas que cursam com espasticidade, mialgias, fibromialgias.
Otorrinolaringologia: Distonias de várias etiologias, distonias mandibulares, distonia da língua, distonia laríngea, bruxismo.
Urologia: Discinergia do esfíncter detrusor.
A toxina Botulínica B tem como principal indicação o tratamento da distonia cervical (torcicolo). [8], [9].
Virtualmente, todas as formas de botulismo apresentam sintomas neurológicos idênticos. Contudo, num caso de botulismo decorrente da ingestão de alimentos contaminados com a neurotoxina, estes sintomas neurológicos podem ser precedidos de dores abdominais, náuseas, vómitos e diarreia. Todavia, pensa-se que estes sintomas gastrointestinais são causados por outros metabolitos da bactéria em si, também presentes no alimento contaminado e que não ocorreriam se uma forma purificada da toxina fosse ingerida.
O botulismo aparece como uma paralisia flácida descendente, aguda e apirética, que começa sempre na musculatura bulbar. É impossível ter botulismo sem ter múltiplas paralisias nos nervos cranianos.
O inicio dos sintomas e a sua severidade dependem da quantidade de toxina absorvida para a circulação.
Os sintomas típicos apresentados pelos pacientes com botulismo são: dificuldades de visão, fala e deglutição. Os sintomas neurológicos proiminentes são: ptose, diplopia, visão turva, pupilas reactivas, disartria, disfonia e disfagia.
Os reflexos nos tendões podem estar presentes inicialmente, mas diminuem ou podem até desaparecer, e obstipação pode também ocorrer.
Nas pessoas não tratadas, a morte resulta da obstrução das vias aéreas devido á paralisia dos músculos do sistema respiratório e do volume tidal inadequado que daí resulta.
A toxina não penetra na barreira hematoencefálica, por isso os pacientes não se encontram confusos.
Assim, e para fins de diagnóstico, o botulismo pode ser facilmente reconhecido pela seguinte tríade de sintomas:
1- Paralisia flácida simétrica e descendente, com paralisia bulbar proeminente
2- Apirético
3- Clareza mental
A tão típica paralisia bulbar pode ser sumariada nos 4 Ds: Diplopia, Disartria, Disfonia e Disfagia [4].
Devido a natureza da toxina, não foram realizados estudos clássicos de absorção, distribuição, metabolização e eliminação (ADME).
- Quando injectada, estudos de distribuição realizados em ratos demonstram uma lenta difusão muscular do complexo da neurotoxina Botulínica A no músculo gastrocnémio após a injecção, a que se segue um rápido metabolismo sistémico e excreção urinária. A quantidade de material radio-marcado no músculo sofreu uma diminuição com uma semi-vida de cerca de 10 horas. No local de injecção, a radioactividade mostrava que a toxina estava ligada a moléculas proteicas de elevado peso molecular ao passo que, no plasma, estava ligada a moléculas de baixo peso molecular, o que sugere um rápido metabolismo sistémico do substrato. No espaço de 24 horas após a administração da dose, 60% da radioactividade foi excretada na urina. A toxina é provavelmente metabolizada por proteases, sendo os componentes moleculares reciclados através de vias metabólicas normais.
- Se ingerida, a toxina Botulínica é absorvida ao nível do tracto gastrointestinal, sendo transportada até aos terminais neuromusculares através da corrente sanguínea.
- Se a toxina entra pela pele ferida, é levada aos terminais neuromusculares pelo sistema linfático ou corrente sanguínea [10].
Para determinar a toxicidade da toxina botulínica, um estudo em macacos foi efectuado. A LD50 estimada foi aproximadamente 39 U/kg de peso corporal. A dose mais baixa a causar efeitos tóxicos foi cerca de 33 U/kg, muito perto da dose letal de 38-42 U/kg.
Através destes estudos em primatas, calcula-se que a quantidade de toxina A letal na forma cristalina seria aproximadamente 0,009-0,15 µg IV ou IM, cerca de 0,70-0,90 µg por inalação ou ainda 70 µg se tomada por via oral.
A toxina botulínica para fins terapêuticos, tal como está licenciada e a ser usada nos estados unidos não contém praticamente nenhum risco letal associado, pois contem apenas 0,3% da dose letal por inalação ou 0,005% da dose letal estimada por via oral.
Um único grama de toxina botulínica na forma cristalina, se inalado, tem a capacidade de matar mais de um milhão de pessoas [4], [11].
A toxina botulínica é uma potencial arma biológica, devido a:
- Extrema potência da toxina
- Elevada letalidade
- Facilidade de produção e transporte
- Necessidade de cuidados intensivos prolongados às pessoas infectadas
O desenvolvimento desta toxina como arma biológica começou há já 60 anos, e houve inclusive uma tentativa de ataque quando terroristas espalharam aerossóis da toxina botulínica em vários locais em Tóquio, no Japão, em 3 ocasiões diferentes, entre 1990 e 1995. Este ataque falhou, aparentemente devido a técnicas microbiológicas defeituosas ou equipamentos de geração de aerossóis inadequados.
Após a Guerra do Golfo Pérsico, o Iraque admitiu às Nações Unidas ter produzido 19000L de Toxina Botulínica concentrada. Esta quantidade de toxina concentrada constitui aproximadamente 3 vezes a quantidade necessária para matar a população mundial por inalação.
A toxina botulínica é a única toxina que tem capacidade para ser utilizada como arma biológica que é usada legalmente para tratamentos humanos [4], [12].
O tratamento para o botulismo consiste essencialmente na imunização passiva com a antitoxina equina e cuidados acessórios ao doente.
Para um efeito óptimo da antitoxina botulínica, esta tem de ser administrada o mais cedo possível, minimizando os danos nos nervos e a severidade da doença.
È actualmente usada a antitoxina trivalente que contém anticorpos capazes de neutralizar os tipos A, B e E da toxina. Foram também efectuados estudos sobre vacinas heptavalentes, ou seja, contra os 7 subtipos da toxina botulínica.
Como já foi referido, para além deste antídoto de origem equina, medidas de suporte são na maior parte das vezes necessárias, tais como nutrição parentérica e ventilação assistida.
Os antibióticos não têm efeito conhecido sobre a toxina botulínica em si, contudo são frequentemente administrados devido a infecções secundárias que aparecem nestes doentes. Aminoglicosideos e clindamicina estão contra-indicados pois exacerbam o bloqueio neuromuscular [4], [13], [14].
Normalmente a toxina botulínica tipo A, quando injectada, não apresenta complicações, porém, em situações especiais, pode ocorrer: edema, eritema, dor de cabeça, fraqueza, sintomas gripais, alergia, boca seca, tonturas e formigueiro na área aplicada .
Quando usada para o tratamento da distonia, cerca de 20 a 30% dos pacientes apresentam efeitos secundários, e nestes casos a disfagia é o mais prevalente.
Como contra-indicações são assinaladas:
- infecções ou inflamações nos locais da aplicação
- reacções de hipersensibilidade à toxina botulinica tipo A ou B
- gestantes ou lactentes, por falta de estudos a respeito.
Existem também contra-indicações do uso da toxina botulínica em pacientes que possuem doenças crónicas, que induzem fraqueza muscular como a miastenia gravis (doença auto-imune) ou síndrome de Lambert-Eaton).
Interacções medicamentosas:
A co-administração da toxina botulinica com antibioticos aminoglicosídeos, clindamicina ou de agentes que interferem com a transmissão neuromuscular (p. ex., compostos semelhantes aos curares) deve ser cuidadosamente ponderada [10].
[1] - http://emedicine.medscape.com/article/325451-overview#a1
[2] - http://www.cdc.gov/nczved/divisions/dfbmd/diseases/botulism/ acedido a 17 de Maio de 2011
[3] - http://emedicine.medscape.com/article/325451-overview#aw2aab6b3
[4] - Arnon, S., Schechter, R., Inglesby, T., Henderson, D., Bartlett, J., Ascher, M., Eitzen, E., Fine, A., MD; Hauer, J., Layton, M., Lillibridge, S., Osterholm, M., O'Toole, T., Parker, G., Perl, T., Russell, P., Swerdlow, D. and Tonat, K., Botulinum Toxin as a biological Weapon. J Am Med Assoc. 2001, 285, 1059-1070.
[5] - http://diseases.emedtv.com/botulism/botulism-types.html
[6] - Yuan, J., Inami, G., Mohle-Boetani, J. and Vugia, D., Recurrent Wound Botulism Among Injection Drug Users in California. Clin Infect Dis. 2011, 52, 862-866
[7] - Dressler, D., Saberi, A. and Barbosa, E., Botulinum toxin - Mechanism of action. Arq Neuropsiquiatr. 2005,63,180-185
[8] - Sposito, M., Toxina Botulínica Tipo A: Propriedades farmacológicas e Uso Clínico. Acta Fisiátr. 2004, Sup.1.
[9] - Stucliffe, R., P., Sandiford, N., A. and Khawaj, H., T., From frown lines to fissures: Therapeutic uses for botulinum toxin. Int J Surg. 2005, 3, 141-146.
[10]http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:M1ukml1dcmcJ:www.infarmed.pt/portal/page/portal/INFARMED/MEDICAMENTOS_USO_HUMANO/FARMACOVIGILANCIA/INFORMACAO_SEGURANCA/MATERIAIS_EDUCACIONAIS/U_Z/Folheto%2520informativo_m%25E9dico_Vistabel_vers%25E3o%2520final.pdf+toxina+botulinica+ADME&hl=pt-PT&gl=pt&pid=bl&srcid=ADGEEShVnwrcPaz59A7Sgkx-Hg-3_Kwhzme8JJ-BqBs99RFlta-r95lF0s00Z3fYueLVMM9GyOQh9X5WATS9mzGDqT4dp_gsCRQ_ooEm14GRJsCfddbSbSlDGQs2SsNPjsa6jyzcG_Aw&sig=AHIEtbQKYtrGp2U6GdCWdV6MSYrNmDKTYw
[11] - Scott, B. and Suzuki, D., Systematic toxicity of botulinum toxin by intramuscular injection in the monkey. Mov Disord. 1988, 3, 333-335.
[12] - Dhaked, R., K., Singh, M., K., Singh, P. and Gupta, P., Botulinum toxin: Bioweapon & magic drug. Indian J Med Res. 2010, 132, 489-503
[13] - Zichel, R., Mimran, A., Keren, A., Barnea,A.,Steinberger-Levy, I., Marcus, D., Turgeman, A. and Reuveny, S., Efficacy of a Potential Trivalent Vaccine Based on Hc Fragments of Botulinum Toxins A, B, and E Produced in a Cell-Free Expression System. Clin Vaccine Immunol. 2010, 17, 784-792
[14]- Baldwin, M., Tepp, W., Przedpelski, A., Pier, C., Bradshaw, M., Johnson, E. and Barbieri, J., Subunit vaccine against the seven serotypes of botulism. Infect Immun. 2008, 76, 1314-1318.
Cristiana Carvalho
Mariana Carvalho
