Abordagem para identificação de genes de resistência a antibióticos por genômica funcional

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Lovate, Gabriel Lencioni
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Antibiotic resistance; Escherichia coli; Functional genomics; Genômica funcional; Klebsiella pneumoniae; Morganella morganii; Resistência a antibióticos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17131/tde-07042021-143617/

O risco do desenvolvimento de resistência aos antibióticos na clínica é um conhecido problema de saúde pública. Projetos de big data e sequenciamento em grande escala revolucionaram o campo, proporcionando um maior entendimento dos aspectos genômicos e moleculares dos genes de resistência aos antibióticos (ARGs, do inglês Antibiotic Resistance Genes) e como eles são distribuídos. Contudo, a maioria dos trabalhos que utilizam ferramentas genômicas para levantar a presença de ARGs não fazem a validação funcional destas descobertas. Sendo assim, levantou-se a hipótese de que metodologias in silico não são capazes de identificar todos os ARGs ativos in vivo. Para testar essa hipótese, foi desenvolvida uma abordagem baseada em screenings funcionais. Foram selecionadas cepas de bactérias clínicas altamente resistentes a diversos antibióticos (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae e Morganella morganii), e foram construídas bibliotecas do material genômico dessas bactérias. Inicialmente foi proposto que esta abordagem seria capaz de confirmar a função dos ARGs identificados por meio de abordagens bioinformáticas, assim como ajudaria na descoberta de ARGs cujas sequências são diferentes dos ARGs conhecidos. Três bibliotecas genômicas foram testadas contra três antibióticos beta-lactâmicos (amoxicilina, oxacilina e penicilina G) e foi possível confirmar funcionalmente a atividade de 6 dos 15 ARGs beta-lactâmicos identificados in silico para essas cepas, sendo pelo menos dois deles presentes em plasmídeos - blaKPC-2 e blaLAP-2 -. Também, os genomas destas bactérias foram sequenciados por sequenciamento de DNA de nova geração, resultando na primeira descrição genômica de uma cepa de Morganella morganii proveniente de isolados clínicos da América do Sul. Os resultados aqui apresentados contribuem para o entendimento dos aspectos genômicos dos determinantes da resistência a antibióticos e sua dispersão em bactérias patogênicas pouco exploradas no Brasil e no mundo.