Submitted by Alessandra Portugal (alessandradf@ioc.fiocruz.br) on 2013-09-24T18:59:28Z No. of bitstreams: 1 MIchel Francisco Abanto Marin_Tese.pdf: 17075383 bytes, checksum: 82ec8815a4daba1b96b41d8a1b92b852 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-24T18:59:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MIchel Francisco Abanto Marin_Tese.pdf: 17075383 bytes, checksum: 82ec8815a4daba1b96b41d8a1b92b852 (MD5) Previous issue date: 2013 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Vice Direção de Ensino, Informação e Comunicação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / Vibrio cholerae é o agente causal da cólera, uma infecção ancestral, epidêmica e pandêmica, que é um dos principais problemas de saúde pública no mundo. A humanidade já passou por, pelo menos, seis pandemias de cólera e, atualmente, vive no contexto da sétima pandemia. V. cholerae é classificado em mais de 200 sorogrupos e alguns biotipos. Linhagens de V. cholerae O1 do biotipo clássico e do biotipo El Tor estão relacionadas à sexta (1899–1923) e à sétima (1960 -….) pandemias de cólera, respectivamente. A sétima pandemia chegou à América Latina em 1991 sendo que, inicialmente, sua origem foi relacionada ao Sudoeste Asiático, região endêmica e epidêmica de cólera. Uma segunda hipótese sugere uma origem ambiental local. A partir do início deste século, a epidemia se extinguiu, restando apenas eventuais relatos de casos isolados. Sob a ótica da genética e genômica do V. cholerae, estudamos a linhagem da epidemia da América Latina (AL). Nossos objetivos eram inferir sua origem e identificar marcadores genômicos que possibilitassem seu monitoramento. Utilizamos informações obtidas in vitro e in silico para estabelecer relações genéticas entre isolados de V. cholerae de antes, durante e depois da epidemia que atingiu a América Latina. Analisamos regiões do genoma core e do genoma acessório. Realizamos análises de genômica comparativa com informação de 355 V. cholerae, clínicos e ambientais, de diferentes anos e regiões geográficas. Com base em três genes do genoma core, nossos resultados mostram que a linhagem da epidemia da AL pertence ao clado El Tor, e por sua vez, os genótipos dos principais determinantes de virulência ctxB e tcpA, (genoma acessório), os agrupa com isolados do início da sétima pandemia, incluindo o canônico N16961. As análises genômicas e filogenéticas revelaram a presença de um profago (WASA1) e de uma variante exclusiva da ilha genômica VSP-II. A VSP-II da linhagem da AL é caracterizada por seu gene da integrase e uma inserção de 7 Kb, que contém três genes putativos. Curiosamente, os dois marcadores, que fazem parte do genoma acessório desta linhagem, WASA1 e VSP-II, apresentam relação de similaridade com elementos genéticos identificados em Vibrio vulnificus/Vibrio parahaemolyticus e Vibrio vulnificus/V. cholerae do ambiente, respectivamente. Estes marcadores seriam, portanto, uma fração do mobiloma que evoluiu e se fixou na linhagem de V. cholerae da epidemia da América Latina. / Vibrio cholerae is the causative agent of cholera, an ancestral, epidemic and pandemic infection, which is a major public health concern worldwide. Mankind has gone through at least six cholera pandemics and currently lives in the context of the seventh pandemic. V. cholerae is classified into more than 200 serogroups and some biotypes. V. cholerae O1 classical and El Tor biotype are related to the sixth (1899 to 1923) and seventh (1960 - ....) cholera pandemics, respectively. The seventh pandemic reached Latin America (LA) in 1991 and its origin was related, immediately, to Southwest Asia, where cholera is endemic and epidemic. A second hypothesis emerged suggesting a regional environmental origin. Since the beginning of this century, the LA epidemic ended, occurring only occasional case reports. Here, we studied, from the perspective of V. cholerae genetics and genomics, the lineage of the LA cholera epidemic. Our objectives were to infer their origin and identify genomic markers that would enable its monitoring. In order to establish the genetic relationships among V. cholerae strains isolated before, during and after the epidemic in Latin America, we used in vitro and in silico approaches. Comparative analyzes, targeting the core and accessory genome of 355 clinical and environmental V. cholerae strains, from different years and geographical regions, were performed. MLSA (multi locus sequence analysis), based on three genes of the core genome, revealed that the LA epidemic lineage belongs to the El Tor clade. Additionally, the genotypes of the major virulence determinants, ctxB and tcpA (accessory genome), show that the LA lineage is related with strains from the beginning of the seventh pandemic, including the canonical N16961. Considering this large set of genomes, we confirm the prophage WASA1 as a LA lineage marker. The LA lineage is also characterized by an unique VSP-II genomic island. The VSP-II AL harbors a particular integrase gene and a 7.0 kb insert which contains three putative genes. Interestingly, the two LA markers, WASA1 and VSP-II, which are part of its accessory genome, have similarity with genetic elements identified in Vibrio vulnificus / Vibrio parahaemolyticus and V. vulnificus / environmental V. cholerae, respectively. Therefore, these two elements are a fraction of the V. cholerae mobilome that evolved and fixed in the LA lineage.