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Previous issue date: 2018-03-08 / Acinetobacter baumannii (A. baumannii) is an important opportunistic, Gram-negative
pathogen responsible for severe nosocomial infections such as pneumonia,
septicemia, urinary tract infections and meningitis. Strains of A. baumannii have been
identified in an endemic and epidemic manner in hospitals, being verified the
occurrence of multiresistant strains in these environments, with important ability to
adapt to selective changes and environmental pressures. Furthermore, multidrug
resistance to antibiotics has been continuously studied because it is a global public
health problem, resulting in failure of therapy, prolongation of hospitalization,
increase of mortality and morbidity rates, and increase in the financial costs of
treatment. This pathogen has varied strategies involved with antimicrobial resistance,
but it is known that the bacteria are able to respond to unfavorable conditions in the
medium through the rapid expression of heat shock proteins (HSP) and also appear
to be involved with the stress response caused by the presence of antibiotics. Among
the HSPs is ClpB, an ATP-dependent molecular chaperone belonging to the HSP100
family that is associated with several cellular activities, with the remarkable ability to
rescue proteins damaged by stress. The objective of this work was to investigate the
role of the clpB gene responsible for the coding of a heat shock protein through
qPCR in response to stress generated by thermal shock and antibiotics in cells of a
multidrug resistant strain of A. baumannii (RS4). Tests performed included analysis
of the structure of the clpB gene with bioinformatics tools and analysis of the
expression of the same gene by qRT-PCR in response to exposure to heat shock
and subinhibitory concentrations of the following antibiotics: ampicillin (30 g mL-1 ),
amoxicillin + sulbactam (12 g mL-1), cefepime (30 g mL-1), sulfamethoxazole +
trimethoprim (120/8 g mL-1) and meropenem (18 g mL-1).The analysis of the qPCR
results showed a transient increase in the induction of the clpB gene in the different
treatments used in this study and repression of mRNA-clpB in the presence of
cefepime. In addition, in the presence of ampicillin and amoxicillin associated with
sulbactam the increase in mRNA-clpB synthesis was around 1.4 times higher after 20
min of incubation with the antibiotics than in the complete absence of the antibiotics.
Surprisingly, in the presence of meropenen the induction of mRNA-clpB expression
was more than 30-fold higher after 10 minutes of incubation with the antibiotic and
more than 8-fold higher in the presence of sulfamethoxazole associated with
trimetropin. These data suggest that A. baumannii through thermal stress and
antibiotic exposure, adjusts transcription levels of gene clpB allowing the bacterium to
survive unfavorable conditions of the medium. Consequently, it can be stated that the
protein encoded by the clpB gene is an important virulence factor in response to
antibiotics in this pathogen. / Acinetobacter baumannii (A. baumannii) é um importante patógeno oportunista,
Gram-negativo e responsável por infecções nosocomiais severas como pneumonias,
septicemias, infecções urinárias e meningites. Cepas de A. baumannii têm sido
identificadas de maneira endêmica e epidêmica nos hospitais, sendo verificada a
ocorrência de cepas multirresistentes nesses ambientes, com importante habilidade
de adaptação a mudanças seletivas e pressões ambientais. Ainda, a
multirresistência a antibióticos vem sendo estudada continuamente, por se tratar de
um problema de saúde pública global, resultando em falha na terapia, no
prolongamento da internação hospitalar, no aumento das taxas de mortalidade e
morbidade e na elevação dos custos financeiros do tratamento. Esse patógeno
possui estratégias variadas envolvidas com a resistência aos antimicrobianos,
porém, sabe-se que as bactérias apresentam habilidade de responder a condições
desfavoráveis do meio em que se encontram por meio da rápida expressão de
proteínas de choque térmico (HSP) e parecem também estar envolvidas com a
resposta a estresse causado pela presença de antibióticos. Dentre as HSPs, está a
ClpB, chaperone molecular dependente de ATP, pertencente à família HSP100 que
está associada a diversas atividades celulares, com a capacidade notável para
resgatar proteínas danificadas pelo estresse. O objetivo deste trabalho foi investigar
o papel do gene clpB em resposta a estresse gerado por choque térmico e
antibióticos em células de uma cepa multirresistente de A. baumannii (RS4). Os
testes realizados englobaram análise da estrutura do gene clpB com ferramentas de
bioinformática e análise da expressão do mesmo gene por qRT-PCR em resposta à
exposição a choque térmico e a concentrações subinibitórias dos seguintes
antibióticos: ampicilina (30 g mL-1), amoxacilina+ sulbactam (12 g mL-1), cefepime
(30 g mL-1), sulfametoxazol + trimetoprima (120/8 g/mL-1) e meropenem (18 g
mL-1). Os resultados apontados por análise de bioinformática sugerem uma
conservação da estrutura global de ClpB dentro do gênero Acinetobacter sp. A
análise dos resultados de qPCR evidenciou aumento transitório na indução do gene
clpB nos diferentes tratamentos utilizados neste estudo e repressão do mRNA-clpB
na presença de cefepime. Em adição, tanto na presença de ampicilina como de
amoxicilina associada à sulbactam o aumento na síntese de mRNA-clpB foi em torno
de 1,4 vezes superior após 20 min de incubação com os antibióticos do que na
completa ausência dos antibióticos. Surpreendentemente, na presença de
meropenen, a indução da expressão do mRNA-clpB foi mais que 30 vezes superior
após 10 minutos de incubação com o antibiótico e mais que 8 vezes superior na
presença de sulfametoxaxol associado à trimetropina. Esses dados sugerem que A.
baumannii, mediante estresse térmico e exposição a antibióticos, ajusta os níveis de
transcrição do gene clpB, permitindo que a bactéria sobreviva a condições
desfavoráveis do meio. Consequentemente, pode-se afirmar que a proteína
codificada pelo gene clpB figura como importante fator de virulência em resposta a
antibióticos neste patógeno.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.unioeste.br:tede/3703 |
| Date | 08 March 2018 |
| Creators | Lazaretti, Waleska Yana |
| Contributors | Simão , Rita de Cássia Garcia, Simão , Rita de Cássia Garcia, Silva , José Luis da Conceição, Maller , Ana Claudia Paiva Alegre |
| Publisher | Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, 6588633818200016417, 500, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, UNIOESTE, Brasil, Centro de Ciências Médicas e Farmacêuticas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE, instname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná, instacron:UNIOESTE |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 7878055067573953101, 600, 600, 600, -8940439713387849267, 6997636413449754996 |
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