Campylobacter spp., principalmente as espécies C. coli e C. jejuni, são a causa mais comum de doença bacteriana veiculada por alimentos na Europa, Estados Unidos e alguns outros locais do mundo. No Brasil, há uma escassez de estudos de C. coli, o que dificulta avaliar a dimensão do envolvimento dessa bactéria como causadora de doença nos seres humanos e em animais, bem como, determinar o impacto de sua presença em alimentos e no meio ambiente. O objetivo desse trabalho foi caracterizar molecularmente linhagens de C. coli isoladas de origens diversas no Brasil pela pesquisa da presença de genes relacionados à virulência por PCR, perfil de sensibilidade a antimicrobianos e pela análise da similaridade genotípica por métodos de tipagem molecular. Adicionalmente, o Índice de Discriminação (D) de tais metodologias foi verificado. Foram estudadas 63 linhagens de C. coli, isoladas de humanos (12), animais (21), alimentos (10) e ambiente (20), entre os anos de 1995 e 2011, nos Estados do Rio de Janeiro, São Paulo e Minas Gerais. Todas as linhagens apresentaram os genes flaA, cadF e sodB. O gene cdtB foi detectado em 20 (31,7%) linhagens, o gene flhA foi detectado em 11 (17,5%) linhagens, o gene dnaJ foi encontrado em 10 (15,9%) linhagens, o gene pldA foi detectado em sete (11,1%) linhagens, o gene iamA foi detectado em três (4,8%) linhagens, os genes cdtC e docA foram encontrados em duas (3,2%) linhagens, os genes cdtA e crsA foram encontrados em uma (1,6%) linhagem e os genes ciaB, wlaN, virB11 e racR não foram detectados. Dentre as 63 linhagens estudadas, 42 foram susceptíveis a todos os antimicrobianos testados. Das 21 linhagens resistentes, 10 (15,9%) foram resistentes a tetraciclina e doxaciclina, seis (9,5%) foram resistentes a ciprofloxacina e uma (1,6 %) foi resistente a eritromicina. Somente quatro (6,3%) linhagens foram resistentes a pelo menos duas diferentes classes de antibióticos testados simultaneamente. O dendrograma de similaridade genética de Pulsed field gel electrophoresis (PFGE) agrupou as 63 linhagens estudadas em dois grupos principais denominados PFGE-A e PFGE-B com similaridade genômica de 44,9% entre eles. Entretanto, algumas linhagens isoladas de humanos, animais, ambiente e alimentos apresentaram uma alta similaridade genotípica acima de 80% entre elas e, foram agrupadas em sete subgrupos denominados PFGE-A1 a PFGE-A7. O dendrograma de similaridade genômica das sequências da SVR do gene flaA agrupou as linhagens ii estudadas em dois grupos principais designados SVR-A e SVR-B, com similaridade acima de 83,1 % entre eles. Ademais, o depósito das sequências da SVR do gene flaA no banco de dados online demonstrou que os alelos 30 e o 1647 foram os mais frequentemente encontrados e permitiu a comparação das linhagens estudadas com os alelos descritos no banco de dados. Sete alelos, dentre os 22 encontrados, não haviam sido previamente descritos. A análise do locus CRISPR por HRMA dividiu as linhagens de C. coli em quatro diferentes perfis de melting. O Multilocus sequence typing (MLST) foi utilizado para tipar 20 linhagens de C. coli e foram obtidos 18 STs diferentes dos quais apenas dois já haviam sido previamente descritos. O D das metodologias de PFGE, sequenciamento da SVR do gene flaA, análise do locus CRISPR por HRMA e MLST foi de 0,986, 0,916, 0,550 e 0,989, respectivamente. Pode- se concluir que o potencial patogênico das linhagens de C. coli não foi evidenciado o que pode estar relacionado ao fato da maioria dos estudos envolvendo patogênese terem sido realizados para a espécie C. jejuni. Algumas linhagens apresentaram-se resistentes aos antimicrobianos testados, o que é preocupante uma vez que tais linhagens podem disseminar genes de resistência a outras isoladas de diversas fontes. Os resultados gerados pelos métodos de tipagem molecular por PFGE e sequenciamento da pequena região variável (SVR) do gene flaA demonstraram uma alta similaridade genotípica entre algumas linhagens de C. coli, sugerindo que uma possível contaminação tenha ocorrido entre linhagens isoladas de fontes clínicas e não clínicas ao longo de 16 anos no Brasil. Ademais, a análise dos alelos da SVR do gene flaA nos permitiu concluir que os alelos prevalentes nas linhagens estudadas diferem daqueles encontrados nos países Europeus. Os dados obtidos por MLST sugerem que as linhagens estudadas possuem uma grande diversidade genética entre si e em comparação com as linhagens isoladas em diferentes locais do mundo. Finalmente, as técnicas de MLST e PFGE foram as mais eficientes e adequadas na genotipagem das linhagens de C. coli estudadas. / Campylobacter spp., mainly the C. coli and C. jejuni species, are the most common cause of bacterial disease conveyed by food in Europe, United States, and other places worldwide. In Brazil, there is a paucity of studies on C. coli, which makes it difficult to evaluate the involvement of this bacterium as a cause of diseases in humans and animals, as well as to determine the impact of its presence in food and the environment. The aim of this study was to molecularly characterize C. coli strains isolated from diverse origins in Brazil by searching for the presence of virulence-related genes by PCR, antimicrobial sensitivity profile, and analysis of the genotypic similarity by molecular typing methods. Addicionaly, the Discriminatory Index (D) of those methodologies was acessed. Sixty-three C. coli strains isolated from humans (12), animals (21), food (10), and the environment (20) between 1995 and 2011, in the States of Rio de Janeiro, São Paulo, and Minas Gerais were studied. All strains presented the flaA, cadF and sodB genes. The cdtB gene was detected in 20 (31.7%) strains; the flhA gene was detected in 11 (17.5%) strains; the dnaJ gene was detected in 10 (15.9%) strains; the pldA gene was detected in 7 (11.1%) strains ; the iamA gene was detected in three (4.8%) strains; the cdtC and docA genes were found in two (3.2%) strains; the cdtA and crsA were found in one (1.6%) strain and the ciaB, wlaN, virB11 and racR genes were not detected. Among the 63 strains studied, 42 were susceptible to all antimicrobials tested. Of the 21 resistant strains, 10 (15.9%) were resistante to tetracycline and doxaciclyne, six (9.5%) showed resistance to ciprofloxacin, and one (1.6%) was resistant to erythromycin. Only four (6.3%) strains were simultaneously resistant to at least two different classes of the antibiotics tested. The dendrogram of genetic similarity of Pulsed field gel electrophoresis (PFGE) grouped the 63 strains studied into two groups namely PFGE-A and PFGE-B with a genomic similarity of 44.9% among them. However, some strains isolated from humans, animals, the environment and food presented a high genotypic similarity above 80% and were subdivided into seven groups designated as PFGE-A1 to PFGE-A7. The dendrogram of genetic similarity of the SRV-flaA gene sequences grouped the strains studied into two groups namely SVR-A and SVR-B, with similarity above 83.1% among them. Besides, the deposit of the SVR sequences of the flaA gene in the online database showed that the alleles 30 and 1647 were the iv most frequently found and allowed the comparison between the strains studied with the alleles described in the database. Seven alleles, among the 22 found have never been described before. The CRISPR locus analysis divided the C. coli strains into four different melting profiles. The Multilocus sequence typing (MLST) was used to type 20 C. coli strains and revealed 18 different STs among which just two had been previously described. The D of PFGE, SVR- flaA sequence, HRMA of CRISPR locus analysis and MLST was 0.986, 0.916, 0.550 and 0.989, respectively. In conclusion, the pathogenic potential of the C. coli strains was not highlighted, which could be related to the fact that the majority of the pathogenicity studies were performed with C. jejuni species. Some strains showed resistance to the antibiotics tested what is a concern once those strains may spread the resistance genes to other strains isolated from different sources. The results obtained by PFGE and SVR-flaA sequence showed a high genomic similarity among some C. coli strains which may suggest that a possible contamination may have occurred among clinical and non-clinical sources during 16 years in Brazil. Furthermore, the analysis of SVR- flaA alleles allowed the conclusion that the prevalent alleles in the strains studied were different from those found in European countries. The data obtained by MLST suggests that the strains studied had a high genomic diversity among them and in comparison with strains isolated from different places worldwide. Finally, the MLST and PFGE technicques were the most efficient and adequate in genotyping the C. coli strains studied.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-25092015-143007 |
| Date | 18 August 2015 |
| Creators | Carolina Nogueira Gomes |
| Contributors | Juliana Pfrimer Falcão, Ana Lucia da Costa Darini, Cristiano Gallina Moreira |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Biociências Aplicadas à Farmácia, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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