Como evitar contaminações de endotoxinas bacterianas em sistemas de água purificada?

As bactérias gram-negativas são amplamente encontradas nos sistemas de água e sua parede celular tem características específicas, entre elas a presença de endotoxinas. Endotoxinas são conhecidas na indústria farmacêutica por serem fonte significante de pirogênio e pelas toxinas que podem afetar pacientes em tratamentos de hemodiálise, sendo preocupação constante para os profissionais envolvidos nesses processos.

No artigo desta semana, vamos falar sobre:

• o que são as endotoxinas;
• quais problemas podem causar;
• como evitar as endotoxinas nos sistemas de água;
• como são realizadas as análises de endotoxinas. 

O que são as endotoxinas? 

As endotoxinas são a porção lipídica dos lipopolissacarídeos (LPS) que fazem parte da membrana externa da parede celular de bactérias gram-negativas, como, por exemplo, da E.Coli, Salmonella, Shigella, Pseudomonas, Neisseria e Haemophilus.  Essas toxinas são liberadas principalmente após o rompimento das bactérias intactas (morte, lise celular). 

Quais os problemas que a presença de endotoxinas podem causar?

As endotoxinas desencadeiam processos inflamatórios, que podem causar: calafrios, febre, fraqueza, dores generalizadas e, em alguns casos, choque. Podem se tornar um problema sério quando bactérias contaminam medicamentos, amostras de laboratório e nos sistemas de hemodiálise, pois as toxinas são notoriamente resistentes ao calor e a muitos outros métodos de esterilização e purificação de água. 

Como evitar a presença de endotoxinas na água? 

As endotoxinas são liberadas em quantidades representativas quando as bactérias gram-negativas morrem e suas células sofrem lise. Desse modo, para diminuirmos a sua presença na produção de medicamentos, sistemas de hemodiálise e na lavagem e esterilização de materiais e instrumentos para a saúde é necessário minimizar a carga microbiana da água que abastece os sistemas de purificação e esterilização. 

Abaixo listamos algumas medidas que vão ajudar a limitar o crescimento e a propagação de microrganismos:

• Análises de água: as endotoxinas podem ser detectadas por um método específico do ensaio Lisado de Amebócito Limulus (LAL). Realizar análises regularmente vai permitir a detecção e quantificação dessas toxinas garantindo a segurança do lote. 

• Sistema de filtração: vai ajudar a diminuir a quantidade de matéria orgânica que chega aos reservatórios e caixas d’água reduzindo o desenvolvimento de bactérias no sistema de água. 

O sistema deve ser adequado à vazão de consumo de água purificada, contendo filtros de pré tratamento (leito misto, carvão ativado, abrandador) e a osmose reversa. O ideal é ter um sistema de recirculação constante, evitando que a água fique parada, além de lampadas UV no retorno ao tanque. 

• Dosagem de Biocida (cloração): realizar a manutenção do teor de cloro livre nos sistemas de água ajuda a controlar a presença de bactérias de vida livre (planctônicas);
• Procure tecnologias que removam biofilmes durante a limpeza de caixas d’água: os biofilmes são complexas comunidades de bactérias, incluindo as gram-negativas, envoltas por uma matriz polimérica. A sua presença contribui para um aumento de fragmentos produzidos pelo metabolismo e morte celular, resultando no aumento dos níveis TOC, assim como dos níveis de endotoxinas.

Para saber se uma tecnologia remove biofilmes, pergunte se o método aplicado retira as incrustações inorgânicas metálicas e a matriz polimérica extracelular do biofilme, ou se apenas utiliza o cloro como agente sanitizante no processo.

Como é realizada a análise de detecção de endotoxinas? 

O ensaio Lisado de Amebócito Limulus (LAL) (ensaio LAL) é amplamente utilizado para a detecção de endotoxinas. O LAL (derivado do caranguejo-ferradura) reage com o lipopolissacarídeo da endotoxina bacteriana (LPS) formando um coágulo em gel que pode ser quantificado. 

Atualmente, existem três formas de ensaio LAL. A Microambiental utiliza o método cinético turbidimétrico, segundo a United States Pharmacopeia 39 <85> – NF 34 de 2016. O procedimento ocorre com a incubação da endotoxina padrão para obtenção de uma curva de calibração (com valores conhecidos de endotoxinas), das amostras e também das soluções de controle. Após o tempo de incubação é realizada a leitura espectrofotométrica no comprimento de onda adequado que apresenta o aumento de turbidez de cada poço ao longo do tempo de análise (tempo de resposta ao reagente LAL) e compara ao tempo de reação da curva, determinando o valor de endotoxinas nas amostras.

Para garantir a segurança dos resultados das análises para endotoxinas em água, as amostras sempre são realizadas em duplicatas, que entre elas podem apresentar um coeficiente de variação de até 10%. Como controle também é realizada a duplicata da amostra fortificada (que é responsável por detectar interferentes que influenciam na turbidez na amostra) e mede a capacidade de detecção (sensibilidade) do LAL na amostra medida inicialmente, somada a uma contaminação conhecida.

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