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Tipo do documento: Tese
Título: Vigilância epidemiológica e caracterização fenotípica e molecular de fatores de virulência empregando métodos in vivo e in vitro de amostras de Corynebacterium striatum isoladas de pacientes internados em Hospital Universitário localizado na região metropolitana do Rio de Janeiro (2009 a 2018)
Título(s) alternativo(s): Epidemiological surveillance and phenotypic and molecular characterization of virulence factors using in vivo and in vitro methods of Corynebacterium striatum samples isolated from patients admitted to a University Hospital located in the metropolitan region of Rio de Janeiro (2009 to 2018)
Autor: Souza, Cassius de 
Primeiro orientador: Guaraldi, Ana Luíza de Mattos
Primeiro coorientador: Moreira, Lílian de Oliveira
Primeiro membro da banca: Ignácio, Ana Claudia de Paula Rosa
Segundo membro da banca: Coscarelli, Pedro Guimarães
Terceiro membro da banca: Fracalanzza, Sergio Eduardo Longo
Quarto membro da banca: Dias, Alexandre Alves de Souza de Oliveira
Resumo: Recentemente se observa o aumento no relato de infecções nosocomiais por Corynebacterium striatum, principalmente em pacientes submetidos a procedimentos invasivos. Entretanto, estudos sobre fatores que possam contribuir para a virulência de C. striatum permanecem escassos. Nesse sentido, objetivamos a vigilância epidemiológica, caracterização fenotípica e molecular de fatores clínicos, microbiológicos e de virulência de amostras de C. striatum isoladas de pacientes internados em Hospital Universitário da região metropolitana do Rio de Janeiro. Os microrganismos foram submetidos às seguintes avaliações quali e quantitativas: (i) interações com superfícies abióticas in vitro (poliuretano, poliestireno, vidro, PVC, silicone e aço cirúrgico) e in vivo (poliuretano na região subcutânea de murinos e intraperitoneal de cobaias) e bióticas in vitro (proteínas séricas ou de matriz extracelular humanas – fibrinogênio, fibronectina e colágeno – e células monocíticas de linhagem U-937); (ii) susceptibilidade a agentes antimicrobianos e biocidas sob diferentes condições de tratamento; (iii) natureza da composição de biofilmes formados in vitro e in vivo; (iv) interação de C. striatum com nematóides Caenorhabditis elegans; (v) investigação pela técnica de PCR da presença de genes de resistência ermX (macrolídeos), tetA (tetraciclina), cmxB (cloranfenicol) aphA1(amino glicosídeos) e relacionados à expressão de fímbrias spaA, spaD e spaF no genoma da amostras de C. striatum; (vi) sequenciamento parcial do genoma da amostra MDS C. striatum 1961 BR-RJ/09 isolada de urina. Os resultados demonstraram diferenças, in vitro e in vivo, nas propriedades e no potencial de virulência de C. striatum. Até o presente momento a natureza multifatorial da virulência de amostras MDR e MDS de C. striatum foi evidenciada por diversos aspectos. Foram detectadas amostras MDR de C. striatum apresentando diferentes perfis clonais capazes de produzir biofilmes em diferentes níveis e substratos além de causar doenças graves, por vezes fatais, incluindo infecções hematogênicas e surtos nosocomiais. Na maioria dos casos os quadros clínicos foram relacionados a procedimentos de cateterização e principalmente a pacientes admitidos em centros de terapia intensiva submetidos a intubação endotraqueal. A maioria das amostras de C. striatum apresentou-se MDR além de expressar níveis variados de tolerância a desinfetantes e antissépticos de uso hospitalar testados incluindo glutaraldeido e acído peracético considerados de alto nível, tanto para formas planctônicas quanto para as sésseis, inclusive a amostra MDS 1961 isolada de urina. Os genes ermX, cmxB, aphA1 foram detectados apenas nas amostras MDR, enquanto o gene spaD foi detectado em ambas amostras, todas biofilme-positivas. As amostras de diferentes pulsostipos de C. striatum foram capazes de causar 60% a 100% de morte de C. elegans com ocorrência de bagging em todas as amostras e formação de estrelas exceto para amostra 1987. O fenótipo Dar foi observado pós-infecção com todas as amostras MDR. C. striatum foi capaz de produzir biofilme na superfície de cateter de poliuretano inserido no tecido subcutâneo de murinos após 48h de inoculação. Adicionalmente foram detectadas alterações hematológicas incluindo trombocitopenia e presença de agregados plaquetários, além de, anisocitose e leve policromasia, aumento do número de neutrófilos segmentados, e presença discreta de monócitos ativados na hematoscopia, sugerindo uma inflamação e/ou reação infecciosa. Habilidades como formar biofilmes em superfícies diversas que constituem a maioria dos dispositivos utilizados no ambiente hospitalar, resistência e/ou tolerância a múltiplas drogas, difícil identificação e escassez de estudos sobre aspectos relativos a seus fatores de virulência colaboram para o estabelecimento e disseminação de C. striatum em ambiente hospitalar, tornando C. striatum um patógeno perigoso. Desta forma, novos estudos esclarecendo características fenotípicas e moleculares permanecem necessários para o conhecimento e consequentemente adoção de medidas eficientes para o diagnóstico, controle e erradicação das infecções por C. striatum.
Abstract: We recently observed an increase in the report of nosocomial Corynebacterium striatum infections, especially in patients undergoing invasive procedures. However, studies on factors that may contribute to C. striatum virulence remain scarce. In this sense, we aim the epidemiological surveillance, phenotypic and molecular characterization of clinical, microbiological and virulence factors of C. striatum samples isolated from patients admitted to a University Hospital of the metropolitan region of Rio de Janeiro. Microorganisms were qualitatively and quantitatively submitted to the following evaluations: (i) interactions with abiotic surfaces (polyurethane, polystyrene, surgical steel, glass, PVC and silicone) and biotics in vitro (human sera/matrix proteins - fibrinogen, fibronectin and collagen - monocytic U-937 mice cells) and in vivo (mouse subcutaneous and guinea pig liver regions); (ii) susceptibility to various antimicrobial agents and biocides subjected to different treatment conditions; (iii) nature of biofilm composition produced in vitro and in vivo (iv) C. striatum interaction with Caenorhabditis elegans nematodes (v) investigation of the presence of ermX (macrolides) tetA (tetracycline), cmxB resistance genes (chloramphenicol) aphA1 (amino glycosides) and related to the expression of spaA, spaD and spaF fimbriae in the genome of C. striatum strains by PCR assays; (vi) partial genome sequencing of MDS C. striatum 1961 BR-RJ/09 urine strain. Data currently demonstrated different properties of C. striatum virulence potential observed in vitro and in vivo experiments. The multifactorial nature of virulence of C. striatum MDR and MDS samples has been evidenced by several aspects. C. striatum MDR samples were detected with different clonal profiles capable of producing biofilms at different levels and substrates as well as causing serious, sometimes fatal diseases, including hematogenous infections and nosocomial outbreaks. In most cases, clinical findings were related to catheterization procedures and mainly to patients admitted to intensive care centers undergoing endotracheal intubation; (ii) gene expression and tolerance and/or resistance behaviour to different antimicrobial agents including antibiotics and biocides used in the nosocomial environment. The majority of C. striatum strains were MDR. Both planktonic and sessile forms, including the MDS 1961/ urine strains also expressed varied tolerance levels to hospital disinfectants and antiseptics tested including high-level glutaraldehyde and peracetic acid. The ermX, cmxB aphA1 resistance genes were detected only in MDR strains, unlike the spaD fimbriae expression-related gene that was detected in both MDS and, all biofilm positive MDR strains. (iii) C. striatum of different pulse types were able to cause 60% to 100% death of C. elegans. Bagging capacity was detected in 100% of the strains, while star formation was observed only with the same samples that caused the death of 100% of the nematodes. The Dar phenotype was observed post-infection with all MDR strains; (iv) the murine model experiments demonstrated that C. striatum was able to produce biofilm on the surface of polyurethane catheter inserted into the dorsal subcutaneous tissue 48h post inoculation. In addition, hematological changes, including thrombocytopenia and presence of platelet aggregates were detected, as well as anisocytosis and mild polychromasia, increased number of segmented neutrophils, and discrete presence of activated monocytes on hematoscopy, suggesting inflammation and/or infectious reaction. The ability of biofilm formation on varied surfaces that may be present on the structure of several medical devices used in the hospital environment, their resistance profiles and/or tolerance to multiple drugs, difficulty in identification and lack of studies on aspects related to their virulence factors may be favoring the establishment and dissemination of C. striatum in a hospital setting, making C. striatum a dangerous pathogen. Therefore, additional studies clarifying phenotypic and molecular characteristics remain necessary for the knowledge and consequently the adoption of efficient measures for the correct isolation, diagnosis and eradication of C. striatum.
Palavras-chave: Corynebacterium striatum
Healthcare associated infections
Epidemiological surveillance
Molecular characterization
Virulence
Nosocomial outbreak
Corynebacterium striatum
Infecções relacionadas à assistência em saúde
Vigilância epidemiológica
Caracterização molecular
Virulência
Surto nosocomial
Área(s) do CNPq: CIENCIAS DA SAUDE::MEDICINA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro Biomédico::Faculdade de Ciências Médicas
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciências Médicas
Citação: SOUZA, Cassius de. Vigilância epidemiológica e caracterização fenotípica e molecular de fatores de virulência empregando métodos in vivo e in vitro de amostras de Corynebacterium striatum isoladas de pacientes internados em Hospital Universitário localizado na região metropolitana do Rio de Janeiro (2009 a 2018). 2019. 166 f. Tese (Doutorado em Ciências Médicas) - Faculdade de Ciências Médicas, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/20525
Data de defesa: 29-Nov-2019
Aparece nas coleções:Doutorado em Ciências Médicas

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