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Previous issue date: 2012-03-15 / A peste, zoonose causada pela bactéria Yersinia pestis, continua sendo
uma ameaça mundial. Como outras enfermidades relacionadas à pobreza, a peste
é considerada uma doença negligenciada nos países tropicais, incluindo Brasil,
onde ainda há detecção sorológica de atividade pestosa em animais-sentinela nos
focos naturais. A ausência de uma vacina segura/efetiva, o surgimento de cepas
multirresistentes e a possibilidade de seu uso como arma biológica aumentaram o
interesse nos estudos genéticos/epidemiológicos do patógeno. Este trabalho teve
como objetivos (1) comparar dois métodos moleculares de tipagem para identificar
qual deles é capaz de estabelecer melhor correlação temporal e geográfica entre
isolados brasileiros de Y. pestis; e (2) aprofundar os conhecimentos sobre os
mecanismos de patogenicidade da bactéria. 25 cepas brasileiras de Y. pestis
foram tipadas pela análise de múltiplos locos com número variável de repetições
em tandem (MLVA) e pela eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE). A
associação entre essas técnicas demonstrou, pela primeira vez, diversidade
genética entre cepas brasileiras de Y. pestis. Contudo, apenas MLVA permitiu
estabelecer correlação entre os isolados de diferentes eventos epidemiológicos,
mostrando-se mais eficiente para tipagem de Y. pestis, em relação ao PFGE.
Quatro cepas avirulentas P.CE 882/1R e 32R, P.Exu 369 e 390, e uma cepa
controle indiana altamente virulenta (195P) foram comparadas a nível fenotípico,
genotípico, transcricional e proteômico, a fim de identificar possíveis causas da
perda de virulência. Não foi encontrada diferença fenotípica e genotípica entre os
cinco isolados, onde foi detectada a presença dos genes irp2, psn, ybtE
(localizados na Ilha de Alta Patogenicidade - HPI), fur, hmsH, YPO2271,
YPO2281, sodA, phoP, psaA (cromossomais) e pla, lcrV, ymt, caf1 (plasmidiais).
Entretanto, a análise transcricional mostrou diferentes níveis de transcrição dos
genes da HPI, apesar de nenhuma alteração estrutural de sequência ter sido
detectada. Provavelmente a presença de ferro livre no meio de cultura utilizado
ativou a proteína Fur, um regulador transcricional negativo da HPI. A análise
quantitativa revelou níveis de transcrição dos genes da HPI acima do esperado
nas cepas P.Exu 369 e 390, sugerindo possível disfunção no mecanismo
regulatório da captura de ferro. A análise proteômica da subcultura P.CE 882/1R
sugere que distúrbios metabólicos decorrentes do subcultivo e/ou estocagem
podem estar associados ao fenótipo de avirulência. Estes achados sobre os
mecanismos de virulência de Y. pestis poderão contribuir para identificação de
alvos importantes para o desenvolvimento de novas vacinas e abordagens
terapêuticas contra a peste. / Plague, a zoonosis caused by the bacterium Yersinia pestis, remains as a
global threat. As other poverty related diseases, plague is considered a neglected
disease in tropical countries, including Brazil, where serological activity is still
detected in sentinel animals in the natural foci. The lack of safe/effective vaccine
and the rise of multiresistant strains and the possibility of its use as a biological
weapon increased the interest in genetic/epidemiological studies of this pathogen.
This work aimed (1) to compare two molecular typing methods to identify which
offers better temporal and geographical correlation among Brazilian Y. pestis
isolates; and (2) to further understand the pathogenicity mechanisms of the
bacteria. 25 Brazilian strains of Y. pestis were typed by analysis of multiple loci
with variable number of tandem repeats (MLVA) and by pulsed-field gel
electrophoresis (PFGE). Association between these techniques demonstrated for
the first time genetic diversity among Brazilian Y. pestis strains. However, only
MLVA allowed establishing a correlation between isolates from different
epidemiological events, proving to be more efficient for Y. pestis typing than PFGE.
Four avirulent strains P.CE 882/1R and 32R, P.Exu 369 and 390, and a highly
virulent Indian control strain (195P) were compared at phenotypic, genotypic,
transcriptional and proteomic level in order to identify possible causes of virulence
loss. No phenotypic and genotypic difference was found among the five isolates,
which detected the genes irp2, psn, ybtE (from the High Pathogenicity Island -
HPI), fur, hmsH, YPO2271, YPO2281, sodA, phoP, psaA (chromosomal) and pla,
lcrV, ymt, caf1 (plasmidial). However, the transcriptional analysis indicated different
transcription levels of the HPI genes, although no structural change on sequence
being detected. Probably the presence of free iron in the culture medium activated
the protein Fur, a negative HPI transcriptional regulator. Quantitative analysis
revealed higher than expected transcription levels of P.Exu 369 and 390 HPI
genes, suggesting possible alteration in the iron uptake regulation mechanism. The
proteomic analysis of the subcultive P.CE 882/1R suggests that metabolic
disturbances resulting from the subculture and/or storage may be associated with
avirulence phenotype. Those findings about mechanisms of virulence of Y. pestis
may contribute to identify important targets for development of new vaccines and
therapies against plague.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/18537 |
| Date | 15 March 2012 |
| Creators | SILVEIRA FILHO, Vladimir da Mota |
| Contributors | BALBINO, Tereza Cristina Leal |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Genetica, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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