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Tipo do documento: Tese
Título: Resistência aos antimicrobianos e análises genômicas comparativas de amostras de Enterococcus isoladas de águas recreacionais praianas da cidade do Rio de Janeiro
Título(s) alternativo(s): Antimicrobial resistance and comparative genomic analyses of Enterococcus isolates obtained from recreational beach waters in the city of Rio de Janeiro
Autor: Melo, Clarissa Martins Christiano 
Primeiro orientador: Merquior, Vânia Lúcia Carreira
Primeiro coorientador: Teixeira, Lúcia Martins
Primeiro membro da banca: Freitas-Almeida, Angela Corrêa de
Segundo membro da banca: Ignacio, Ana Claudia de Paula Rosa
Terceiro membro da banca: Neves, Felipe Piedade Gonçalves
Quarto membro da banca: Faria, Adriana Rocha
Resumo: Diferentes fontes de poluição impactam os ambientes de águas praianas (AP), sendo a contaminação fecal extremamente relevante, considerando o risco à saúde humana. Nesses ambientes, os membros do gênero Enterococcus se destacam por apresentar grande capacidade de sobrevivência, aliada a um extenso arsenal de mecanismos intrínsecos e adquiridos de resistência aos antimicrobianos. Este estudo teve por objetivo caracterizar fenótipos e genótipos em 264 amostras de Enterococcus isoladas de águas de praias localizadas na zona sul da cidade do Rio de Janeiro (Botafogo, Copacabana, Flamengo, Ipanema e Leblon), com o propósito de avaliar atributos de multirresistência aos antimicrobianos (MRA). Além disso, a estrutura populacional e filogenia de amostras pertencentes as espécies E. faecalis e E. faecium, obtidas de AP e de pacientes hospitalizados (PH) foram determinadas, para comparar aspectos relativos à biologia desses microrganismos em ambos os cenários. Pelo emprego de MALDI-TOF MS foram identificadas as seguintes espécies: E. faecium (N=126), E. hirae (N=93), E. faecalis (N=37), E. gallinarum, (N=3), E. casseliflavus (N=2), E. asini, E. canistestini e E.villorum (uma amostra cada). A taxa de MRA, segundo testes de disco-difusão, foi de 50,4%, e foram identificados 70 perfis distintos que incluíram amostras não susceptíveis a três ou mais classes de antimicrobianos. A presença de determinantes de resistência a níveis elevados de aminoglicosídeos, macrolídeos e tetraciclinas foi investigada em amostras de E. faecalis e de E. faecium por metodologia de PCR. O perfil genotípico prevalente em E. faecalis correspondeu a presença concomitante de ant(6')-Ia, erm(A), erm(B) e tet(M), enquanto o perfil predominante entre E. faecium foi composto apenas por mef(A). Foram selecionadas 22 amostras isoladas de AP (7 de E. faecalis e 15 de E. faecium), para análises por sequenciamento do genoma completo (WGS), além de 20 amostras obtidas de PH (10 de cada espécie), incluídas para fins comparativos. O tamanho médio do genoma em E. faecalis foi significativamente maior do que em E. faecium. As diferenças observadas entre amostras de mesma espécie, porém de origens distintas, não foram significativas. A estrutura populacional foi determinada por MLST deduzida a partir da análise do WGS. Foram identificados sete STs entre as amostras E. faecalis e 14 STs entre as de E. faecium. Em E. faecalis, o ST21 foi o prevalente e o único compartilhado tanto por amostras oriundas de AP, quanto de PH. Em E. faecium não foram observados STs compartilhados entre os dois cenários, sendo ST963 o prevalente em amostras isoladas de PH, enquanto os ST94 e ST361 se destacaram entre as obtidas de AP. Análises filogenéticas de ambas as espécies foram realizadas através da construção de matrizes de SNPs. As amostras de E. faecalis foram agrupadas em dois clados bem distintos. Já E. faecium mostrou um arranjo em dois clados, porém heterogêneo. O resistoma das amostras de E. faecalis isoladas de AP foi significativamente mais amplo do que o observado para E. faecium. Entretanto, entre amostras obtidas de PH ocorreu o inverso. Nos genomas de E. faecalis e E. faecium foram identificados 10 e 12 profagos, respectivamente. Não foram identificadas regiões associadas ao sistema CRISPR nas amostras de E. faecium. Por outro lado, para a espécie E. faecalis, sete amostras (cinco de AP; duas de PH) apresentaram CRISPR1, relacionado a proteína cas; enquanto 12 amostras, (sete de AP; cinco de PH), apresentaram CRISPR2. Os dados reforçam a necessidade do enfrentamento do problema da dispersão de amostras de enterococos multirresistentes aos antimicrobianos em nosso meio, chamando a atenção para urgência de uma abordagem multidisciplinar com a devida valorização da gestão adequada do ambiente aquático, sobretudo as regiões praianas
Abstract: Different sources of pollution may impact marine environments (ME), being fecal contamination one of the most relevant, considering the risk to human health. In these environments, members of the genus Enterococcus are prominent due to their remarkable ability to survive, combined with an extensive arsenal of intrinsic and acquired mechanisms of resistance to antimicrobials. This study aimed to characterize phenotypes and genotypes among 264 Enterococcus strains isolated from water samples obtained in beaches located in the city of Rio de Janeiro (Botafogo, Copacabana, Flamengo, Ipanema and Leblon), to evaluate their antimicrobial multiresistance (AMR) traits. The population structure and phylogeny of isolates belonging to E. faecalis and E. faecium species were investigated and compared to those of isolates recovered from hospitalized patients (HP). The following species were identified by the use of MALDI-TOF MS: E. faecium (N=126), E. hirae (N=93), E. faecalis (N=37), E. gallinarum, (N=3), E. casseliflavus (N=2), E. asini, E. canistestini and E.villorum (one isolate each). The rate of AMR, as determined by disc-diffusion tests, was 50.4%, and 70 profiles were identified. The presence of determinants of resistance to high-level of aminoglycosides, macrolides and tetracycline was detected by PCR in E. faecalis and E. faecium isolates. The prevalent genotypic profile in E. faecalis corresponded to the concomitant presence of ant(6')-Ia, erm(A), erm(B) and tet(M), while a profile composed by only mef(A) was the most common in E. faecium. Twenty-two ME isolates (7 E. faecalis and 15 E. faecium) were analyzed by whole-genome sequencing (WGS), in addition to 20 HP isolates (10 of each species) that were included for comparative purposes. The average genome size among E. faecalis was significantly larger than among E. faecium. The differences observed among isolates belonging to the same species, but from different sources, were not significant. The population structure was determined by MLST, as deduced from WGS analyses. Seven STs were identified among E. faecalis and 14 STs among E. faecium isolates. ST21 was prevalent among E. faecalis, and it was identified in both scenarios (ME and HP isolates). Whereas no ST was shared by E. faecium isolates from distinct sources, ST963 was prevalent among HP isolates, and ST94 and ST361 predominated among ME isolates. Phylogenetic analysis of both species was performed through the construction of SNP matrices. E. faecalis isolates were grouped into two distinct clades. On the other hand, E. faecium showed a more heterogeneous arrangement in two clades. Resistomes were significantly more abundant among E. faecalis ME isolates than among E. faecium. However, the opposite occurred among HP isolates. Ten and 12 prophages were identified in the genomes of E. faecalis and E. faecium, respectively. No CRISPR system regions were identified in E. faecium genomes. On the other hand, seven E. faecalis isolates (five from ME; two from HP) showed CRISPR1, related to the cas protein; while 12 (seven ME; five HP) presented CRISPR2. The data reinforce the need to address the problem related to the dissemination of multidrug-resistant enterococci in natural environments, drawing the attention to the urgency of a multidisciplinary approach dealing with a proper management of the aquatic environment, especially in recreational coastal areas
Palavras-chave: Enterococcus
Água para Recreação - Microbiologia
Água do Mar - Microbiologia
Resistência microbiana a medicamentos
Sequenciamento Completo do Genoma
Águas praianas
Multirresistência
Antimicrobianos
Resistoma
MLST
WGS
Marine environment
Multidrug resistance
Antimicrobials Resistome
Área(s) do CNPq: CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::BIOLOGIA E FISIOLOGIA DOS MICROORGANISMOS
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: MELO, Clarissa Martins Christiano. Resistência aos antimicrobianos e análises genômicas comparativas de amostras de Enterococcus isoladas de águas recreacionais praianas da cidade do Rio de Janeiro. 2022. 112 f. Tese (Doutorado em Microbiologia) – Faculdade de Ciências Médicas, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22589
Data de defesa: 17-Jan-2022
Aparece nas coleções:Doutorado em Microbiologia

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