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Previous issue date: 2011-11-04 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Concentrações subinibitórias de antimicrobianos (CSI), frequentemente decorrentes de antibioticoterapia, podem resultar em alterações na biologia bacteriana, com implicações no seu potencial agressor. Esse efeito tem considerável importância para as bactérias da microbiota residente, em especial para Fusobacterium nucleatum, um dos mais proeminentes anaeróbios residentes em humanos. Os objetivos deste trabalho foram analisar os efeitos de concentrações subinibitórias (CSI) de antimicrobianos em características morfológicas, bioquímicas, fisiológicas e moleculares de F. nucleatum. A partir da linhagem F. nucleatum ATCC 25586 (denominada FnPAR), foram obtidas 14 linhagens selecionadas por 10 cultivos sucessivos em CSI de ampicilina (FnAMP+), ampicilina/sulbactam (FnAMS+), clindamicina (FnCLI+), cloranfenicol (FnCLO+), levofloxacina (FnLEV+), metronidazol (FnMET+) e piperacilina/tazobactam (FnPTZ+) e, subsequente, 10 cultivos na ausência das mesmas drogas. Foram avaliados o perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos, a morfologia bacteriana, o perfil bioquímico, a formação de biofilme e o custo de fitness. Também foram realizados genotipagem e análise dos perfis protéicos. Para avaliação global das alterações fenotípicas e genotípicas foram obtidas matrizes de similaridade. O perfil de susceptibilidade mostrou sensibilidade diminuída para a maioria das linhagens derivadas, mesmo após o cultivo sem drogas. Alterações morfológicas e de complexidade celular foram observadas, principalmente nas linhagens cultivadas em CSI de β-lactâmicos (FnAMP+, FnAMS+ e FnPTZ+), que também expressaram capacidade diminuída para formação de biofilme. Contudo, a morfologia regular e a habilidade de formação de biofilme foram retomadas após o cultivo sem droga. As linhagens FnCLI, FnCLO, FnLEV e FnMET não apresentaram alterações morfológicas evidentes, porém, foi observado aumento na formação de biofilme, com destaque para FnCLI+. As linhagens FnMET+ e FnCLI+ apresentaram um alto custo de fitness. Foram observadas alterações no padrão de metabolismo de carboidratos e na atividade de enzimas microbianas. Comparado com a FnPAR, várias proteínas (de 4.5 a 240 kDa) foram positivamente ou negativamente reguladas nas linhagens derivadas. Observou-se polimorfismo no DNA em todas as linhagens derivadas. As matrizes de similaridade não mostraram relações entre o padrão de polimorfismo de DNA e as outras características. Entretanto, existe uma tendência de que as alterações bioquímicas estejam relacionadas com alterações nos perfis protéicos. CSI de antimicrobianos podem, de fato, induzir alterações em F. nucleatum, com reflexo direto na sua biologia. Estes resultados alertam para o risco de antibioticoterapia inadequada, que podem ter sérias implicações para a microbiologia clinica e doenças infecciosas e, ainda, interferir com a relação bactéria-hospedeiro. / Subinibitory Concentrations (SIC) of antimicrobials, often arising from antibioticotherapy, may result in alterations in bacterial biology with implications for its potential aggressor. This effect has considerable importance for the bacteria of resident microbiota, especially for Fusobacterium nucleatum, one of the most prominent anaerobes in humans. Our aim was to analyze the effects of antimicrobials SIC in morphological, biochemical, physiological and molecular characteristics of F. nucleatum. From the strain F. nucleatum ATCC 25586 (FnWLD) were obtained 14 strains selected by 10 successive culture on SIC of ampicillin (FnAMP+), ampicillin/sulbactam (FnAMS+), clindamycin (FnCLI+), chloramphenicol (FnCLO+), levofloxacin (FnLEV+), metronidazole (FnMET+) and piperacillin/tazobactam (FnPTZ+) and subsequent 10 cultures in the absence of the same drugs. We evaluated the antimicrobial susceptibility patterns, bacterial morphology, biochemical profile, biofilm formation and the fitness cost. We also performed genotyping and analysis of protein profiles. For the global evaluation of phenotypic and genotypic alterations, similarity matrices were obtained. The antimicrobial susceptibility patterns showed decreased sensitivity to most of derived strains, even after culture without drugs. Morphological and cell complexity alterations were observed, mainly in strains grown in SIC of β-lactam (FnAMP+, FnAMS+ and FnPTZ+), which also expressed decreased ability to biofilm formation. However, the regular morphology and the ability to biofilm formation were restored after culture without drug. The strains FnCLI, FnCLO, FnLEV and FnMET showed no apparent morphological changes, however, there was an increase in biofilm formation, especially for FnCLI+. The strains FnMET+ and FnCLI+ had a high fitness cost. Changes were observed in the carbohydrate metabolism patterns and activity of microbial enzymes. Compared with the FnWLD, several proteins (from 4.5 to 240 kDa) were positively or negatively regulated in the derived strains. It was observed polymorphism in the DNA in all derived strains. The similarity matrices showed no relationship between the DNA polymorphism patterns and other features. However, there is a tendency that the biochemical changes to be related to alterations in protein profiles. SIC of antimicrobials may, indeed, to induce alterations in F. nucleatum with direct impact on its biology. These results emphasize the risk of inadequate antibioticotherapy, which may have serious implications for the clinical microbiology and infectious diseases and also to interfere with the bacteria-host relationship.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/2447 |
| Date | 04 November 2011 |
| Creators | Souza Filho, Job Alves de |
| Contributors | Silva, Vânia Lúcia da, Coelho, Cíntia Marques, Gameiro, Jacy, Diniz, Cláudio Galuppo, Santos, Simone Gonçalves dos |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas: Imunologia e Doenças Infecto-Parasitárias/Genética e Biotecnologia, UFJF, Brasil, ICB – Instituto de Ciências Biológicas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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