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http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/8770
Tipo do documento: | Tese |
Título: | Tolerância e persistência à enrofloxacina em Staphylococcus spp. de mastite caprina: caracterização, determinação de fatores de virulência e genômica comparativa |
Autor: | FRANÇA, Chirles Araújo de ![]() |
Primeiro orientador: | COSTA, Mateus Matiuzzi da |
Primeiro coorientador: | SOUZA, Renata de Faria Silva |
Primeiro membro da banca: | OLIVEIRA, Helinando Pequeno de |
Segundo membro da banca: | NUNES, Xirley Pereira |
Terceiro membro da banca: | PEREIRA, Ulisses de Pádua |
Resumo: | O leite caprino constitui uma importante fonte de alimentação para a nutrição humana e a contaminação por bactérias provenientes de infecções intramamárias, especialmente Staphylococcus spp., representa um risco de saúde pública. Apesar da antibioticoterapia ser o método de escolha, os micro-organismos podem sobreviver, se forem resistentes, tolerantes ou persistentes. Portanto, a identificação de isolados com esses perfis pode auxiliar no controle das complicações causadas pela mastite. O objetivo deste estudo foi caracterizar isolados de Staphylococcus spp. provenientes de mastite caprina, quanto ao perfil de tolerância/persistência e fatores de virulência associados, assim como identificar possíveis fatores genéticos relacionados a persistência. A identificação taxonômica de doze isolados de Staphylococcus spp. foi realizada por meio do MALDI-TOF. Aplicou-se o TDTest para triagem da tolerância/persistência, e através da microdiluição em caldo, obteve-se as concentrações inibitória mínima (CIM) e bactericida (CBM) para enrofloxaxina. Curvas de morte foram realizadas utilizando 2xCIM do antimicrobiano, analisando a população bacteriana sobrevivente em função da duração mínima de morte, assim como se é dependente de dose ou tempo. Realizou-se a quantificação do biofilme, através do ensaio de aderência em microplaca. Foram sequenciados os genomas dos oitos isolados de Staphylococcus warneri antes (4) e após (4) tratamento com enrofloxacina. A relação filogenômica e plasticidade genética foram avaliadas. Adicionalmente, houve a busca por genes de resistência e virulência, assim como a presença de polimofismos. Os isolados foram identificados como Staphylococcus aureus (n=4) e S. warneri (n=8). As bactérias apresentaram CIM e CBM variando entre 0,12 e 1,95 μg / mL, concentração abaixo do breakpoint (4μg / mL). Na curva de morte, os isolados de S. aureus mostraram-se tolerantes e S. warneri foram classificados como persistentes. Verificou-se que em isolados selecionados, a persistência foi tempo dependente do tipo I. Todos os isolados foram produtores de biofilme. No sequenciamento dos isolados de S. warneri, foram determinadas as sequências completas de três genomas e cinco em formato incompleto. Os isolados foram considerados clonais e na análise pangenômica, foram encontrados 2017 genes centrais, e entre 176 a 336 genes acessórios. Contudo, não foram encontrados genes únicos. Confome as análises do COG, os genes estão envolvidos em processos de funções gerais, transcrição, replicação e reparo de recombinação. Três profagos e seis ilhas genômicas foram preditos e totalmente compartilhados por todos os genomas de S. warneri. Similarmente, sete genes de resistência e seis genes de virulência foram compartilhados. A análise de polimorfismos detectou 13 variantes. Conclui-se que a tolerância e persistência nos isolados de Staphylococcus spp. foi fator determinante na sobrevivência à enrofloxacina. A tolerância foi confirmada para S. aureus, enquanto a persistência em S. warneri. A produção de biofilme pelas espécies pode ter favorecido significativamente a tolerância ao antibiótico. As análises de genômica comparativa demonstraram similaridade entre os isolados de S. warneri persistentes, indicando o potencial de disseminação entre animais e consequentemente um risco à saúde pública. Esse estudo permitiu traçar o perfil genético de isolados de S. warneri persistentes e a presença de genes que podem estar relacionados a processos importantes para a persistência bacteriana. |
Abstract: | Goat milk is an important source of food for human nutrition and contamination by bacteria from intramammary infections, especially Staphylococcus spp., poses a public health risk. Although antibiotic therapy is the therapy of choice, microorganisms can survive if they are resistant, tolerant or persistent. The identification of isolates with these profiles can help control complications caused by mastitis. The aim of this study was to characterize isolates of Staphylococcus spp. goat mastitis, as to the tolerance/persistence profile and associated virulence factors and identify possible genetic factors related to persistence. The taxonomic identification of twelve isolates of Staphylococcus spp. was carried out through the MALDI-TOF. TDTest was applied for tolerance/persistence screening, and through broth microdilution, minimal inhibitory (MIC) and bactericidal (CBM) concentrations were obtained for enrofloxaxin. Death curves were performed using 2xCIM of the antimicrobial, analyzing the surviving bacterial population according to the minimum duration of death, as well as if it is dose or time dependent. Quantification of the biofilm was carried out through the microplate adherence test. The genomes of the eight Isolates of Staphylococcus warneri before (4) and after (4) enrofloxacin treatment were sequenced. The phylogenomic relationship and genetic plasticity were determined. Additionally, there was the search for genes of resistance and virulence, as well as the presence polymorphisms. Bacterial isolates have been identified as Staphylococcus aureus (n=4) and Staphylococcus warneri (n=8). The bacteria showed MIC and CBM varying between 0.12 and 1.95 μg / mL, concentration below the breakpoint (4μg / mL). On the death curve, S. aureus isolates were tolerant and S. warneri were classified as persistent. It was found that in selected isolates, persistence was time dependent on type I. All isolates were biofilm producers. In the sequencing of S. warneri isolates, the complete sequences of three genomes and five in incomplete format were determined. The isolates were considered clonal and in the pangenomic analysis, 2017 central genes were found, and between 176 to 336 accessory genes. However, no single genes were found. According to COG analyzes, genes are involved in processes of general functions, transcription, replication and recombination repair. Three phages and six genomic islands were predicted and fully shared by all S. warneri genomes. Similarly, seven resistance genes and six virulence genes were also shared. Similarly, seven resistance genes and six virulence genes were shared. The polymorphism analysis detected 13 variants. It is concluded that tolerance and persistence in Staphylococcus spp. was a determining factor in the survival of enrofloxacin. Tolerance was confirmed for S. aureus, while persistence in S. warneri. This indicates that it may be a species-specific phenomenon in this case. Biofilm production by species may have significantly favored antibiotic tolerance. Comparative genomics analyzes showed similarity between persistent S. warneri isolates, indicating the potential for dissemination among animals and consequently a risk to public health. This study allowed totrace the genetic profile of persistent S. warneri isolates and the presence of genes that may be related to important processes for bacterial persistence |
Palavras-chave: | Staphylococcus spp Mastite caprina Cabra Genoma Infecção bacteriana Leite Enrofloxacina |
Área(s) do CNPq: | OUTROS::CIENCIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal Rural de Pernambuco |
Sigla da instituição: | UFRPE |
Departamento: | Rede Nordeste de Biotecnologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia (Renorbio) |
Citação: | FRANÇA, Chirles Araújo de. Tolerância e persistência à enrofloxacina em Staphylococcus spp. de mastite caprina: caracterização, determinação de fatores de virulência e genômica comparativa. 2021. 136 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia (Renorbio)) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/8770 |
Data de defesa: | 26-Fev-2021 |
Aparece nas coleções: | Doutorado em Biotecnologia |
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