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Tipo do documento: Dissertação
Título: Base genética da resistência aos antimicrobianos em Pseudomonas aeruginosa isoladas de secreções respiratórias de indivíduos com fibrose cística
Título(s) alternativo(s): Genetic basis of antimicrobial resistance in Pseudomonas aeruginosa isolated from respiratory secretions of individuals with cystic fibrosis
Autor: Simão, Felipe Reis de Alexandria 
Primeiro orientador: Leão, Robson de Souza
Primeiro coorientador: Marques, Elizabeth de Andrade
Primeiro membro da banca: Queiroz, Mara Lucia Penna
Segundo membro da banca: Silveira, Melise Chaves
Terceiro membro da banca: Oliveira, Laura Maria Andrade de
Resumo: A fibrose cística (FC) é uma doença genética que afeta principalmente o sistema respiratório e digestivo. É causada por mutação no gene CFTR que resulta em mau funcionamento das glândulas exócrinas, levando à produção de muco espesso que obstrui as vias aéreas e dificulta a digestão. Pseudomonas aeruginosa é o principal patógeno associado a quadros de exacerbação pulmonares e óbitos em indivíduos com FC. A capacidade de resistir a antimicrobianos exibida por P. aeruginosa está relacionada a fatores múltiplos, como a superexpressão de bombas de efluxo. Além desta, o microrganismo também pode adquirir genes via transferência horizontal e exibir resistência adaptativa, como em condições de biofilmes. Apesar deste arsenal, amostras de P. aeruginosa de indivíduos brasileiros com FC não eram comumente associadas a resistência a múltiplas drogas (MDR), principalmente quando comparadas com o resto do mundo, onde a presença de clones epidêmicos, capazes de exprimir resistência a diversas drogas, são muitas vezes reportados. Devido a estas características e a recente observação de P. aeruginosa resistente a diversas drogas em nossos centros, o sequenciamento do genoma completo (SGT) se mostra uma ferramenta capaz de auxiliar nas análises moleculares relacionadas a resistência aos antimicrobianos, através da busca por mutações em genes intrínsecos, aquisição de genes extrínsecos e plasmídeos, assim como o monitoramento na busca de clones epidêmicos que circulam nesses pacientes, que até o momento, ainda não foram descritos no Brasil. A quase totalidade das amostras deste estudo exibiram resistência a imipenem e meropenem, contudo, como apenas amostras resistentes a polimixina B foram selecionadas, este era um perfil esperado, visto que a resistência a esta classe é associada a perfis MDR e resistência extensiva. Usando o SGT, buscamos por genes de resistência intrínseca, e foram identificadas evidências que nos permitem supor que alterações no gene mexZ estejam superexpressando a bomba de efluxo MexXY. Alterações nos genes oprD, opdP e opdD, relacionados a porinas de entrada de carbapenêmicos, possivelmente estão relacionadas com a resistência a essa classe. Modificações nos genes gyrA e parC, codificadores das enzimas de replicação do DNA, também foram identificadas associadas a resistência a fluoroquinolonas. Alterações em parS e pmrB, relacionados a resistência a polimixina B, também foram identificadas. A tipificação molecular das amostras foi capaz de identificar três novos STs, 4051, 4052 e 4053 e quando comparadas com clones epidêmicos de FC, nenhuma das amostras incluídas nesse estudo demonstrou associação com estes. A análise do ambiente genético de amostras de P. aeruginosa resistentes a polimixina B nos permitiu entender os diferentes mecanismos de resistência aos antimicrobianos, além de subsidiar o entendimento das possíveis relações com as cepas epidêmicas que circulam entre indivíduos com FC observadas em outros países.
Abstract: Cystic fibrosis (CF) is a genetic disease that affects mainly respiratory and digestive system. It is caused by mutations in CFTR gene resulting in malfunction of the exocrine glands and thickness of mucus that obstruct the airways and makes digestion difficult. Pseudomonas aeruginosa is the main pathogens associated to pulmonary exacerbation and death in CF population. The ability to resist antimicrobials exhibited by P. aeruginosa is related to multiple factors, like efflux pump overexpression. Besides the microorganism can also acquire horizontal transferable genes and exhibit adaptative resistance as in biofilm conditions. In addition to this, P. aeruginosa samples acquired from Brazilian CF individuals were not associated to multidrug-resistance (MDR) profile, especially when compared to the rest of the world, where epidemic strains, capable of express resistance to various drugs, are commonly reported. Due to these characteristics and the recent observation of P. aeruginosa resistant to several drugs in ours centers, whole genome sequencing (WGS) is a tool capable of assisting in molecular analyzes related to antimicrobial resistance, through the search for mutations in intrinsic genes, acquisition of extrinsic genes and plasmids, as well as monitoring in the search for epidemic clones that circulates in these patients, which so far have not been described in Brazil. Almost all of the samples in this study exhibited resistance to imipenem and meropenem, however, as only samples resistant to polymyxin B were selected, this was an expected profile, since resistance to this class is associated with MDR profiles and extensively resistance. Using the WGS, we searched for intrinsic resistance genes, and identified evidence that suggests that alterations in the mexZ gene are overexpressing the MexXY efflux pump. Alterations in oprD, opdP and opdD genes, related to carbapenem resistance porins, are possibly related to resistance to this class. Modifications in the gyrA and parC genes, encoding DNA replication enzymes, have also been identified as associated with resistance to fluoroquinolones. Alterations in parS and pmrB, related to polymyxin B resistance, were also identified. The molecular typing were able to identify three new STs, 4051, 4052 and 4053 and when compared to epidemic CF clones, none of the samples included in this study showed association with them. The analysis of the genetic environment of P. aeruginosa resistant to polymyxin B allowed us to understand the different mechanisms of antimicrobial resistance, in addition to subsidizing the understanding of the possible relationships with the epidemic strains that circulates among individuals with CF, observed in other countries.
Palavras-chave: Cystic fibrosis
Resistance
Whole Genome Sequencing
Plasmids
Typing
Fibrose Cística
Pseudomonas aeruginosa
Resistência
Sequenciamento do Genoma Total
Plasmídeos
Tipificação
Infecções por Pseudomonas - Microbiologia
Farmacorresistência Bacteriana Múltipla - Genética
Área(s) do CNPq: CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::MICROBIOLOGIA APLICADA::MICROBIOLOGIA MEDICA
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 Microbiologia
Citação: SIMÃO, Felipe Reis de Alexandria. Base genética da resistência aos antimicrobianos em Pseudomonas aeruginosa isoladas de secreções respiratórias de indivíduos com fibrose cística. 2023. 123 f. Dissertação (Mestrado em Microbiologia) – Faculdade de Ciências Médicas, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22579
Data de defesa: 28-Abr-2023
Aparece nas coleções:Mestrado em Microbiologia



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