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Previous issue date: 2012-08-20 / Klebsiella pneumoniae é uma enterobactéria Gram-negativa frequentemente associada a surtos de infeções hospitalares em todo o mundo. Esta bactéria possui um amplo
repertório de genes de resistência e virulência, os quais lhe permitem evadir o sistema imune do hospedeiro (atraées do polissacardeo capsular [CPS]) e resistir a antimicrobianos
(pela expressão de bombas de efuxo e enzimas B-lactamases, por exemplo). Sendo assim, o conhecimento deste repertório é condição sine qua non para a elaboração de estrat
égias de controle deste patógeno, e o campo da Bioinformática, através da genômica comparativa, fornece o ferramental necessário a este propósito.
O sequenciamento de um isolado brasileiro de K. pneumoniae, denominado Kp13, obtido durante um surto hospitalar ocorrido no Sul do país em 2009, representou o
ponto de partida deste trabalho. Objetivou-se (i) analisar, comparativamente, o genoma do isolado Kp13 com o de outras K. pneumoniae disponíveis nos bancos de dados públicos,
com foco específico no repertório de genes de virulência e resistência, bem como identficar regiões de "plasticidade genômica" no cromossomo de Kp13; (ii) estudar o
cluster cps (cpsKp13) para síntese do CPS do isolado Kp13; (iii) realizar a reconstrução do metabolismo de pequenas moléculas deste isolado, manualmente refinando a rede
metabólica e modelando-a sob a forma de grafo; a partir da rede reconstruída, determinar suas características topológicas e identificar nós que podem ser considerados pontos
de "estrangulamento" do metabolismo de Kp13 e que representam possíveis alvos para antimicrobianos.
Os resultados da analise comparativa revelaram a grande plasticidade existente entre os genomas de K. pneumoniae e do isolado Kp13 especificamente. Foram identificados genes relacionados a resistência, tais como bombas de efluxo pertencentes as cinco principais famílias de transportadores e que podem estar envolvidas na resistência a uma ampla gama de antimicrobianos, corroborando o fenótipo de multirresistência apresentado por Kp13. Genes governando a expressão de enzimas responsáveis pela síntese de enterobactina e yersiniabactina, sideróforos importantes para a aquisição de ferro, foram igualmente identificados e podem contribuir para a virulência deste isolado.
Onze regiões de plasticidade foram detectadas com relação a outras K. pneumoniae, muitas destas possuindo características de transferência horizontal, como a presença de
transposases e elementos de fagos. A análise de cpsKp13 revelou uma estrutura singular dentre os demais loci cps previamente estudados, a exemplo de uma composição única
de glicosiltransferases, e a inversão do gene wzy.
Foram identificadas vias metabólicas que podem levar à síntese de diversos resíduos de monossacarídeos potencialmente presentes na composição do CPS de Kp13. A reconstrução do metabolismo de Kp13 e sua representação na forma de grafo permitiram a identificação de nós importantes e que representam potenciais alvos terapêuticos para o controle deste patógeno. O ranqueamento destes nóos com base em sua centralidade permitiu priorizar àqueles possuindo
maior influência no metabolismo da bactéria.
A aplicação de ferramentas de bioinformáatica ao estudo do genoma de K. pneumo- niae Kp13 permitiu identificar o seu repertório de virulência e resistência, e representa
o primeiro estudo deste tipo realizado em um isolado brasileiro. O sequenciamento de bactérias obtidas em outros locais do país pode contribuir para a identificação das características em comum entre as K. pneumoniae circulantes no Brasil, e este trabalho representa um passo inicial neste sentido.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede-server.lncc.br:tede/166 |
| Date | 20 August 2012 |
| Creators | Ramos, Pablo Ivan Pereira |
| Contributors | Nicolás, Marisa Fabiana, Vasconcelos, Ana Tereza Ribeiro, Góes Neto, Aristóteles, Coimbra, Roney Santos |
| Publisher | Laboratório Nacional de Computação Científica, Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional, LNCC, BR, Serviço de Análise e Apoio a Formação de Recursos Humanos |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do LNCC, instname:Laboratório Nacional de Computação Científica, instacron:LNCC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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