Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/83514
Type: Dissertação
Title: Genômica comparativa e transcriptômica de Acinetobacter baumannii em resposta ao peptídeo LyeTx I mnΔK
Other Titles: Comparative genomics and transcriptomics of Acinetobacter baumannii in response to LyeTx I mnΔK peptide
Authors: Frederico Gabriel de Carvalho Oliveira
First Advisor: Glória Regina Franco
metadata.dc.contributor.advisor2: Katharina de Oliveira Barros
First Referee: Liza Figueiredo Felicori Vilela
Second Referee: Flávia Figueira Aburjaile
Abstract: Acinetobacter baumannii é um importante patógeno envolvido em infecções associadas à assistência à saúde caracterizado por infecções em pacientes imunossuprimidos, que podem causar, dentre outras complicações, pneumonia. O tratamento é desafiador, devido a seleção de microrganismos resistentes aos medicamentos comumente utilizados. Uma alternativa são os peptídeos antimicrobianos, tal como LyeTx I mnΔK, que apresenta atividade antimicrobiana contra bactérias e fungos, além de demonstrar sinergia com outros antibióticos utilizados clinicamente, como o meropenem. Portanto, nosso objetivo é caracterizar o genoma de uma nova linhagem de A. baumannii AC37 multirresistente e avaliar o efeito antimicrobiano do peptídeo LyeTx I mnΔK, do meropenem e da combinação do peptídeo com o meropenem através da análise do transcriptoma bacteriano. Após a montagem e anotação do genoma, com os programas Unicycler o pgap, foram identificados 31 genes associados à resistência a antibióticos através do RGI. Adicionalmente, foram realizadas análises filogenéticas com outros 122 genomas de A. baumannii e identificamos 3 genes exclusivos do isolado AC37. Através de análises do mobiloma bacteriano, utilizando o TNCentral, identificamos 13 genes associados a regiões de elementos genéticos móveis, sendo 2 dos 3 genes exclusivos de AC37, sugerindo eventos de transferência horizontal entre diferentes espécies. Para as análises dos transcriptomas, o mapeamento e contagem dos genes foram realizados com os programas Bowtie2 e FeatureCounts, respectivamente. Foi observado que o tratamento com o peptídeo gerou o maior número de genes diferencialmente expressos, seguido pelo sinergismo e, por último, o meropenem. Analisamos também a expressão dos genes de resistência identificados no genoma e observou-se a superexpressão de 2 operons relacionados aos sistemas de efluxo ativo bacteriano. Esses sistemas desempenham o papel de expulsão de moléculas utilizando a força motriz de prótons como fonte de energia. Através de análises de enriquecimento funcional, observamos ativação de processos celulares como a produção, exportação e secreção de proteínas; resistência a β-lactâmicos no tratamento com o LyeTx I mnΔK, demonstrando a plasticidade da resposta bacteriana a estresses externos. Este estudo ajuda na caracterização de um novo isolado de A. baumannii além da compreensão da resposta bacteriana a um possível novo alvo terapêutico.
Abstract: Acinetobacter baumannii is a major pathogen involved in healthcare-associated infections, characterized by infections in immunosuppressed patients, which can lead to complications such as pneumonia. Treating infections caused by these bacteria is challenging, as the hospital environment favors the selection of microorganisms resistant to commonly used drugs. An alternative is antimicrobial peptides, such as the Toxin I peptide from Lycosa erythrognatha (LyeTx I), which exhibits antimicrobial activity against bacteria and fungi. Its derived form, LyeTx I mnΔK, composed of 16 amino acids, demonstrates synergy with other clinically used antimicrobials, such as meropenem, in in vitro assays for the treatment of A. baumannii infections. Therefore, our objective is to characterize the genome of a new multidrug-resistant A. baumannii strain, AC37, and evaluate the antimicrobial effect of the LyeTx I mnΔK peptide, meropenem, and the combination of the peptide with meropenem through bacterial transcriptome analysis. After genome assembly and annotation using the Unicycler and PGAP programs, 31 genes associated with antibiotic resistance were identified through RGI. Additionally, phylogenetic analyses were conducted with 122 other A. baumannii genomes, identifying three unique genes in the AC37 isolate. Through bacterial mobilome analyses using TNCentral, we identified 13 genes associated with mobile genetic element regions, with two of the three unique genes in AC37, suggesting horizontal transfer events between different species. For transcriptome analyses, gene mapping and counting were performed using Bowtie2 and FeatureCounts, respectively. It was observed that treatment with the peptide resulted in the highest number of differentially expressed genes, followed by the synergy treatment, and lastly, meropenem. We also analyzed the expression of the resistance genes identified in the genome and observed the overexpression of two operons related to bacterial active efflux systems. These systems expel molecules using proton motive force as an energy source. Through functional enrichment analyses, we identified cellular processes such as protein production, export, and secretion, as well as β-lactam resistance activation during treatment with LyeTx I mnΔK, demonstrating the plasticity of the bacterial response to external stressors. This study contributes to the identification of a new A. baumannii isolate and enhances the understanding of bacterial response to a potential new therapeutic target.
Subject: Bioquímica e imunologia
Acinetobacter baumannii
Peptídeos Antimicrobiano
Genômica
Transcriptoma
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E IMUNOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Imunologia
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/83514
Issue Date: 25-Mar-2025
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