Publicação

Genomic and proteomic characterization of Escherichia coli and Enterococcus spp. from food-producing animals

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Actualmente em medicina humana e veterinária, o tratamento de determinadas infecções está comprometido pela resistência, manifestada por algumas bactérias, a antibióticos. Bactérias comensais, tais como Escherichia coli e Enterococcus spp., podem apresentar determinantes de resistência passíveis de ser transmitidos a outras bactérias mais patogénicas. Além disso, o Homem pode facilmente adquirir estas bactérias resistente ou os seus genes de resistência, através da cadeia alimentar. Nesse sentido, o objectivo principal deste estudo foi avaliar e caracterizar a prevalência de resistência a antibióticos em estirpes bacterianas comensais isoladas de animais abatidos para consumo humano (suínos, bovinos e ovinos). Inicialmente, foi avaliada a prevalência de resistência a antibióticos em E. coli e Enterococcus spp.. Nas amostras fecais de suínos, foi detectada uma elevada percentagem (97%) de isolados de E. coli com resistência a uma ou mais classes de antibióticos. Nas amostras fecais de ovinos e bovinos a percentagem de isolados de E. coli com resistência foi de 74% e 55%, respectivamente. Os fenótipos de resistência mais comuns foram a resistência à tetraciclina e co-resistência à tetraciclina, ampicilina, estreptomicina e sulfametoxazol-trimetoprim. Relativamente aos isolados de Enterococcus spp., e em todas as espécies animais, as percentagens de resistência à tetraciclina variaram entre os 95% e os 49%. A associação entre o gene tet(M) e um dos transposões, Tn916/Tn1545 ou Tn5397, foi encontrada em, respectivamente, 30,8% e 11,2% dos isolados tetraciclina-resistentes. Enterococcus spp. com mecanismos intrínsecos de resistência à vancomicina foram detectados em, respectivamente, 9,9%, 3,7% e 2,7% das amostras fecais de suínos, bovinos e ovinos. Mecanismos adquiridos de resistência à vancomicina, foram detectados em, respectivamente, 25,3% e 2,7% de Enterococcus faecium isolados de suínos e ovinos, mas não entre os isolados de bovinos. Todos os isolados de suínos com o gene vanA, eram, simultaneamente, resistentes à tetraciclina e à eritromicina. O elemento móvel, transposão Tn916/Tn1545, foi detectado em 90,5% dos isolados tetraciclina-resistente com o gene tet(M). Estes dados apoiam a hipótese de uma possível ligação entre a persistência de enterococci vancomicina-resistentes entre os animais de consumo e a detecção de genes codificadores de resistência aos glicopeptidos, aos macrólidos e à tetraciclina. Foi avaliada a prevalência de ß-lactamases de amplo espectro em isolados de E. coli, onde, percentagens de 49%, 9,3% e 5,5%, foram encontradas, respectivamente, em suínos, bovinos e ovinos. A enzima beta-lactamase predominante foi a CTX-M-1, seguida pela CTX-M-9, CTX-M-14, SHV-12 e CTX-M-32, sendo que, pela primeira vez, enzimas do tipo CTX-M foram reportadas em bovinos e ovinos, em Portugal. No que diz respeito ao padrão de resistência dos isolados de E coli produtores de ESBL, a maioria deles apresentou um fenótipo de multirresistência. Neste estudo observou-se, ainda, que entre 31% e 41% de estirpes de E. coli CTX-M-produtoras pertenciam ao CC10, onde se agrupam frequentemente amostras clínicas. Por fim, foi efectuada a comparação proteómica entre estirpes de E. coli, com diferentes fenótipos de resistência a antibióticos, onde, nas estirpes com resistência a β-lactâmicos, foi confirmada a expressão de proteínas ß-lactâmicas. Adicionalmente, as diferenças de expressão proteica em estirpes submetidas a stress com antibiótico foram avaliadas. Na presença de ciprofloxacina, a estirpe de E. coli produtora de ESBL apresentou uma sobre-expressão da hidrolase, L-asparaginase, que poderá ter conduzido a uma resposta secundária influenciando a produção de outras proteínas ou, eventualmente, esta poderá estar directamente implicada no mecanismo de resistência à ciprofloxacina. Por último, avaliou-se a resposta de uma estripe de enterococci vancomicina-resistentes sujeita a stress com diferentes concentrações de vancomicina, concluindo que a resposta compensatória observada foi a alteração da expressão de proteínas relacionadas com resistência, com a formação da parede celular e com o metabolismo energético. No geral, proteínas envolvidas nos mecanismos de resistência à vancomicina mostraram um aumento da sua expressão, enquanto proteínas relacionadas com o metabolismo foram sob-expressas. Com esta tese demostrou-se que em bactérias comensais de animais de consumo podemos encontrar uma alta prevalência de resistência a antibióticos, o que pode levantar importantes questões sobre uso de antibióticos em animais e o seu potencial impacto no desenvolvimento de resistência, e sobre o papel da cadeia alimentar na transmissão de bactérias resistentes, e genes de resistência, ao ser humano. Especial atenção deve ser dada à elevada prevalência de E. coli produtora de ESBL encontrada em suínos, na maioria das vezes associada a co-resistência a outros antibióticos com importância crítica em terapia humana. Logo, e considerando as implicações diretas (ou indiretas) em saúde humana, a resistência a antibióticos em animais de consumo deve ser encarada como um grave problema de segurança alimentar.
Autores principais:	Ramos, Sónia Catarina da Silva
Assunto:	Resistência microbiana a medicamentos Bactéria (Escherichia coli, Enterococcus spp) Genómica Proteómica Animais para consumo
Ano:	2015
País:	Portugal
Tipo de documento:	tese de doutoramento
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
Idioma:	inglês
Origem:	Repositório da UTAD

Descrição
Resumo:	Actualmente em medicina humana e veterinária, o tratamento de determinadas infecções está comprometido pela resistência, manifestada por algumas bactérias, a antibióticos. Bactérias comensais, tais como Escherichia coli e Enterococcus spp., podem apresentar determinantes de resistência passíveis de ser transmitidos a outras bactérias mais patogénicas. Além disso, o Homem pode facilmente adquirir estas bactérias resistente ou os seus genes de resistência, através da cadeia alimentar. Nesse sentido, o objectivo principal deste estudo foi avaliar e caracterizar a prevalência de resistência a antibióticos em estirpes bacterianas comensais isoladas de animais abatidos para consumo humano (suínos, bovinos e ovinos). Inicialmente, foi avaliada a prevalência de resistência a antibióticos em E. coli e Enterococcus spp.. Nas amostras fecais de suínos, foi detectada uma elevada percentagem (97%) de isolados de E. coli com resistência a uma ou mais classes de antibióticos. Nas amostras fecais de ovinos e bovinos a percentagem de isolados de E. coli com resistência foi de 74% e 55%, respectivamente. Os fenótipos de resistência mais comuns foram a resistência à tetraciclina e co-resistência à tetraciclina, ampicilina, estreptomicina e sulfametoxazol-trimetoprim. Relativamente aos isolados de Enterococcus spp., e em todas as espécies animais, as percentagens de resistência à tetraciclina variaram entre os 95% e os 49%. A associação entre o gene tet(M) e um dos transposões, Tn916/Tn1545 ou Tn5397, foi encontrada em, respectivamente, 30,8% e 11,2% dos isolados tetraciclina-resistentes. Enterococcus spp. com mecanismos intrínsecos de resistência à vancomicina foram detectados em, respectivamente, 9,9%, 3,7% e 2,7% das amostras fecais de suínos, bovinos e ovinos. Mecanismos adquiridos de resistência à vancomicina, foram detectados em, respectivamente, 25,3% e 2,7% de Enterococcus faecium isolados de suínos e ovinos, mas não entre os isolados de bovinos. Todos os isolados de suínos com o gene vanA, eram, simultaneamente, resistentes à tetraciclina e à eritromicina. O elemento móvel, transposão Tn916/Tn1545, foi detectado em 90,5% dos isolados tetraciclina-resistente com o gene tet(M). Estes dados apoiam a hipótese de uma possível ligação entre a persistência de enterococci vancomicina-resistentes entre os animais de consumo e a detecção de genes codificadores de resistência aos glicopeptidos, aos macrólidos e à tetraciclina. Foi avaliada a prevalência de ß-lactamases de amplo espectro em isolados de E. coli, onde, percentagens de 49%, 9,3% e 5,5%, foram encontradas, respectivamente, em suínos, bovinos e ovinos. A enzima beta-lactamase predominante foi a CTX-M-1, seguida pela CTX-M-9, CTX-M-14, SHV-12 e CTX-M-32, sendo que, pela primeira vez, enzimas do tipo CTX-M foram reportadas em bovinos e ovinos, em Portugal. No que diz respeito ao padrão de resistência dos isolados de E coli produtores de ESBL, a maioria deles apresentou um fenótipo de multirresistência. Neste estudo observou-se, ainda, que entre 31% e 41% de estirpes de E. coli CTX-M-produtoras pertenciam ao CC10, onde se agrupam frequentemente amostras clínicas. Por fim, foi efectuada a comparação proteómica entre estirpes de E. coli, com diferentes fenótipos de resistência a antibióticos, onde, nas estirpes com resistência a β-lactâmicos, foi confirmada a expressão de proteínas ß-lactâmicas. Adicionalmente, as diferenças de expressão proteica em estirpes submetidas a stress com antibiótico foram avaliadas. Na presença de ciprofloxacina, a estirpe de E. coli produtora de ESBL apresentou uma sobre-expressão da hidrolase, L-asparaginase, que poderá ter conduzido a uma resposta secundária influenciando a produção de outras proteínas ou, eventualmente, esta poderá estar directamente implicada no mecanismo de resistência à ciprofloxacina. Por último, avaliou-se a resposta de uma estripe de enterococci vancomicina-resistentes sujeita a stress com diferentes concentrações de vancomicina, concluindo que a resposta compensatória observada foi a alteração da expressão de proteínas relacionadas com resistência, com a formação da parede celular e com o metabolismo energético. No geral, proteínas envolvidas nos mecanismos de resistência à vancomicina mostraram um aumento da sua expressão, enquanto proteínas relacionadas com o metabolismo foram sob-expressas. Com esta tese demostrou-se que em bactérias comensais de animais de consumo podemos encontrar uma alta prevalência de resistência a antibióticos, o que pode levantar importantes questões sobre uso de antibióticos em animais e o seu potencial impacto no desenvolvimento de resistência, e sobre o papel da cadeia alimentar na transmissão de bactérias resistentes, e genes de resistência, ao ser humano. Especial atenção deve ser dada à elevada prevalência de E. coli produtora de ESBL encontrada em suínos, na maioria das vezes associada a co-resistência a outros antibióticos com importância crítica em terapia humana. Logo, e considerando as implicações diretas (ou indiretas) em saúde humana, a resistência a antibióticos em animais de consumo deve ser encarada como um grave problema de segurança alimentar.