Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/80148
Type: Tese
Title: Impacto da deficiência em fibras dietéticas na infecção pulmonar causada por uma cepa de Klebsiella pneumoniae resistente a antimicrobianos
Authors: Clênio Silva da Cruz
First Advisor: Angélica Thomaz Vieira
First Co-advisor: Mayra Fernanda Ricci
First Referee: Flávia Figueira Aburjaile
Second Referee: Luis Gustavo Carvalho Pacheco
Third Referee: Tatiani Ucelli Maioli
metadata.dc.contributor.referee4: Denise Fonseca
Abstract: De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), até o ano de 2050, estima-seque aproximadamente 10 milhões de pessoas venham a falecer devido a infecçõesprovocadas por microrganismos resistentes a antimicrobianos (RAM). Embora sereconheça a importância da microbiota intestinal para a saúde do hospedeiro, muitosestudos têm apontado a microbiota intestinal como um reservatório de genes deresistência antimicrobiana, denominado resistoma intestinal. Dietas industrializadas combaixo teor ou ausência de fibras resultam em desequilíbrios na diversidade e função damicrobiota intestinal (disbiose), reduzindo a capacidade do hospedeiro de resistir ainfecções provocadas por microrganismos patobiontes. Ademais, estudos temdemostrado que essa industrialização pode impactar negativamente o resistomaintestinal, causando elevação na transferência horizontal de genes de resistência econsequentemente aumento na diversidade e abundancia desses genes. Nesse contexto,investigamos o impacto de uma dieta deficiente em fibras no resistoma de cepas deEnterobacteriaceae intestinais e avaliamos a susceptibilidade do hospedeiro a infecçõespulmonares causadas por Klebsiella pneumoniae RAM. Nossos achados sugerem quedietas com baixo teor de fibras induzem alterações na microbiota intestinal decamundongos C57BL/6, aumentando sua suscetibilidade a infecções pulmonares por K.pneumoniae resistente a antimicrobianos. Além disso, dietas ausentes em fibrasaumentam a frequência de Escherichia coli e K. pneumoniae com fenótipo de resistênciaintermediária aos antibióticos estreptomicina e ciprofloxacino. Após 15 dias da infecçãopulmonar, observamos um aumento de Enterobacteriaceae resistentes a ampicilina namicrobiota intestinal. Interessantemente, ao realizarmos transplante fecal paracamundongos germ-free, observamos o mesmo perfil de susceptibilidade à infecçãopulmonar por K. pneumoniae resistente a antimicrobianos naqueles que receberam asfezes dos animais C57BL/6 convencionais alimentados com dietas carentes em fibras.Além disso, após a infecção desses animais, observamos também uma redução nosníveis de propionato nas fezes, juntamente com um aumento de Enterobacteriaceaecultiváveis resistentes a ampicilina, ceftriaxona e ciprofloxacino no intestino, e umaumento na frequência de E. coli com fenótipo de resistência intermediária aosantibióticos estreptomicina e ciprofloxacino. Em conclusão, esses resultados reforçam ahipótese de que a microbiota intestinal é um importante reservatório de genes deresistência, destacando-se o fato de que um desequilíbrio nutricional pode favorecer aexpansão do resistoma no hospedeiro após um quadro de infecção por bactérias RAM.Compreender o resistoma intestinal e os fatores que impactam em sua composição eestrutura é essencial para o desenvolvimento de estratégias de controle da resistênciaantimicrobiana.
Abstract: According to the World Health Organization (WHO), it is estimated that approximately 10million people will die from infections caused by antimicrobial-resistant microorganisms(AMR) by the year 2050. While the importance of the intestinal microbiota to host health isrecognized, many studies have pointed to the intestinal microbiota as a reservoir ofantimicrobial resistance genes, known as the intestinal resistome. Industrialized diets lowin fiber content or lacking fiber result in imbalances in the diversity and function of theintestinal microbiota (dysbiosis), reducing the host's ability to resist infections caused bypathobiont microorganisms. Moreover, studies have shown that this industrialization cannegatively impact the intestinal resistome, leading to an increase in horizontal transfer ofresistance genes and consequently an increase in the diversity and abundance of thesegenes. In this context, we investigated the impact of a low-fiber diet on the resistome ofintestinal Enterobacteriaceae strains and evaluated the host's susceptibility to lunginfections caused by antimicrobial-resistant Klebsiella pneumoniae. Our findings suggestthat low-fiber diets induce alterations in the intestinal microbiota of C57BL/6 mice,increasing their susceptibility to lung infections by antimicrobial-resistant K. pneumoniae.Furthermore, fiber-deficient diets increase the frequency of Escherichia coli and K.pneumoniae with intermediate resistance phenotypes to the antibiotics streptomycin andciprofloxacin. Fifteen days after lung infection, we observed an increase in ampicillin-resistant Enterobacteriaceae in the intestinal microbiota. Interestingly, when performingfecal transplants to germ-free mice, we observed the same susceptibility profile to lunginfection by antimicrobial-resistant K. pneumoniae in those receiving feces fromconventionally fed C57BL/6 mice on low-fiber diets. Additionally, after infection of theseanimals, we also observed a reduction in propionate levels in the feces, along with anincrease in cultivable Enterobacteriaceae resistant to ampicillin, ceftriaxone, andciprofloxacin in the intestine, and an increase in the frequency of E. coli with intermediateresistance phenotypes to streptomycin and ciprofloxacin. In conclusion, these resultsreinforce the hypothesis that the intestinal microbiota is an important reservoir ofresistance genes, highlighting the fact that nutritional imbalance may favor the expansionof the resistome in the host following an infection by AMR bacteria. Understanding theintestinal resistome and the factors that impact its composition and structure is essentialfor developing strategies to control antimicrobial resistance.
Subject: Bioquímica e imunologia
Fibras na Dieta
Microbiota
Farmacorresistência Bacteriana
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Imunologia
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/80148
Issue Date: 5-Mar-2024
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