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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18004
Tipo do documento: | Tese |
Título: | Sequenciamento, montagem e comparação genômica entre linhagens de Streptococcus agalactiae ST-17 |
Título(s) alternativo(s): | Sequenciamento, montagem e comparação genômica entre linhagens de Streptococcus agalactiae ST-17 |
Autor: | Costa, Pamella Silva Lannes ![]() |
Primeiro orientador: | Ferreira, Prescilla Emy Nagao |
Primeiro coorientador: | Silva, Artur Luiz da Costa da |
Primeiro membro da banca: | Teixeira, Lenise Arneiro |
Segundo membro da banca: | Vieira, Verônica Viana |
Terceiro membro da banca: | Mencalha, André Luiz |
Resumo: | S. agalactiae são importantes bactérias patogênicas que causam infecções graves em humanos, especialmente em neonatos. Os métodos sorológicos têm limitações, pois podem não identificar uma amostra devido à falta ou baixa expressão de polissacarídeo capsular nas condições experimentais. Recentemente, vários métodos para tipagem de S. agalactiae baseados em genes alvos de PCR no operon cps foram publicados como substitutos para sorologia. A implantação da tipagem capsular por PCR multiplex no Laboratório de Biologia Molecular e Fisiologia de Estreptococos (LBMFE) foi realizada com sucesso neste trabalho. Amostras humanas não oncológicas de S. agalactiae apresentaram o tipo capsular (TC) III como o mais prevalente (41,86%), enquanto a TC Ia foi frequentemente isolada (44%) em amostras de pacientes com câncer. Em amostras de S. agalactiae isoladas de mastite bovina, o TC II (48,28%) foi predominante. O mecanismo pelo qual S. agalactiae ST-17 causa mais infecções invasivas do que outros STs não é bem compreendido. Neste estudo, sequenciamos o primeiro genoma de uma amostra ST-17 de S. agalactiae (GBS90356) isolada no Brasil. S. agalactiae GBS90356 ST-17 do TC III foi isolada de um caso fatal de meningite neonatal. O genoma apresentou um tamanho de 2,03 Mbp e um conteúdo de G + C de 35,2%. S. agalactiae GBS90356 possui 706 genes em seu genoma central e um pangenoma aberto com um tamanho de 5.020 genes, sugerindo alta plasticidade genômica. O software GIPSy foi utilizado para identificar 10 PAIs que correspondiam a 17% do tamanho do genoma. O IslandViewer4 corroborou com a previsão de cinco dessas PAIs. As PAIs mostraram importantes genes de virulência para S. agalactiae (neu, cps, dlt, fbs, cfb, lmb). SignalP detectou 20 proteínas com peptídeos sinal entre as 352 proteínas encontradas nas PAIs, dos quais 60% estavam localizados na SagPAI_5. As SagPAI_2 e 5 foram parcialmente detectadas em amostras ST-17 (n=6) estudadas. Além disso, identificamos genes únicos pertencentes a amostra ST-17, que podem estar relacionados à virulência durante as interações patógeno-hospedeiro. Nossod dados forneceram evidências de alta plasticidade genômica em S. agalactiae, embora isso não seja comum em bactérias patogênicas com genomas pequenos. As PAIs detectadas compreenderam uma grande porção do genoma, indicando que a maioria dos genes está envolvida no processo de patogenicidade do S. agalactiae. A inibição da atividade β-hemolítica do GBS90356 reduziu os perfis de aderência e invasão, sugerindo que a β-hemolisina foi necessária no processo de disseminação da amostra GBS90356 em HUVEC. Alterações morfológicas e sinais de apoptose foram verificados durante a interação GBS90356-HUVEC. Todos esses achados sugerem que a virulência de S. agalactiae pode estar relacionada à sua alta plasticidade e à presença de elementos genéticos móveis. |
Abstract: | S. agalactiae are important pathogenic bacteria that cause severe infections in humans, especially neonates. Serological methods have limitations, as they may fail to type an isolate due to lack of or low expression of capsular polysaccharide under the experimental conditions. Recently, several methods for typing of S. agalactiae based on PCR targeting genes in the cps operon has been published as alternatives for serology. The implantation of S. agalactiae capsular typing by multiplex PCR in the Laboratory of Molecular Biology and Physiology of Streptococci (LBMFE) was successful. Non-oncological human S. agalactiae strains presented capsular type (CT) III as the most prevalent (41.86%), while CTIa was frequently isolated (44%) in strains from cancer patients. In S. agalactiae strains recovered from mastitis bovine, CT II (48.28%) was predominant.The mechanism by which S. agalactiae ST-17 causes invasive infections than other STs is not well understood. In this study, we sequenced the first genome of a S. agalactiae ST-17 strain (GBS90356) isolated in Brazil. S. agalactiae GBS90356 ST-17 from CTIII was isolated from a fatal neonatal case of meningitis. The genome presented a size of 2.03 Mbp and a G+C content of 35.2%. S. agalactiae has 706 genes and an open pan-genome with a size of 5.020 genes, suggesting a high genomic plasticity of S. agalactiae. GIPSy software was used to identify 10 pathogenicity islands (PAIs) which corresponded to 17% of the genome size. IslandViewer4 corroborated with the prediction of five of these PAIs. The PAIs showed important virulence genes for S. agalactiae e.g. neu, cps, dlt, fbs, cfb, lmb. SignalP detected 20 proteins with signal peptides among the 352 proteins found in PAIs, which 60% were located in the SagPAI_5. The SagPAI_2 and 5 were partially detected in all ST-17 strains (n=6) studied. Moreover, we identified unique genes belonging to ST-17 strains, which can be related with the virulence during host-pathogen interactions. We provide evidence of high genomic plasticity in not usual pathogenic bacteria as S. agalactiae with small genome. PAIs comprise a large portion of the genome, indicating that the majority of virulence genes are involved in S. agalactiae pathogenicity process. Activity inhibition of β-hemolitic of GBS90356 reduced the adherence and invasion profiles, sugesting that β-hemolysin was required in the process of S. agalactiae dissemination in HUVEC. Morphological changes and signals of apoptose were validated during GBS90356-HUVEC interaction. All these findings suggest that the virulence of S. agalactiae could be related to high plasticity and the presence of the mobile genetic elements. |
Palavras-chave: | Ilhas de patogenicidade S. agalactiae β-hemolisina HUVEC Sequenciamento Streptococcus agalactiae - Aspectos genéticos Ilhas Genômicas Proteínas Hemolisinas Genoma Bacteriano Células endoteliais da veia umbilical humana Pathogenicity islands β-hemolysin Sequencing |
Área(s) do CNPq: | CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Biociências |
Citação: | COSTA, Pamella Silva Lannes. Sequenciamento, montagem e comparação genômica entre linhagens de Streptococcus agalactiae ST-17. 2019. 161 f. Tese (Doutorado em Biociências) - Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18004 |
Data de defesa: | 11-Jul-2019 |
Aparece nas coleções: | Doutorado em Biociências |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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Tese - Pamella Silva Lannes Costa - 2019 - Completa.pdf | 4,38 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
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