Epidemiologia molecular de linhagens invasivas de Corynebacterium diphtheriae utilizando o método MLST
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
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Alvaro Cantini Nunes
Maria Aparecida de Resende
Maria Aparecida de Resende
Resumo
A difteria é considerada por várias agências de saúde internacionais como uma doença re-emergente. A forma clássica da doença, causada pela bactéria Corynebacterium diphtheriae, afeta primariamente o trato respiratório superior. No entanto, existem alguns isolados desta bactéria capazes de causar infecções invasivas, como endocardite. No Brasil, linhagens de C. diphtheriae causadoras deste tipo de infecção têm sido isoladas nos últimos anos. Estas linhagens foram capazes de infectar pessoas vacinadas com o toxóide diftérico (DT) e suas principais características distintivas foram, na maioria dos casos, a capacidade de fermentar sacarose e o perfil não-toxigênico. A escassez de infromações sobre os mecanismos que levam ao fenótipo invasivo evidencia a necessidade de estudos genéticos desta sub-população de C. diphtheriae. O objetivo do presente estudo foi realizar uma análise epidemiológica molecular destas linhagens invasivas brasileiras, utilizando a técnica de Multilocus Sequence Typing (MLST). Um esquema de MLST padronizado para tipagem de C. diphtheriae foi utilizado, composto por sete genes housekeeping desta bactéria: atpA, dnaE, dnaK, fusA, leuA, odha, e rpoB. Como controles, foram tipadas linhagens padrão de C. diphtheriae. Os resultados obtidos foram comparados com perfis de MLST de grupos clonais de C. diphtheriae isolados em diferentes países, os quais estão depositados no banco de dados PubMLST. Os perfis obtidos para as linhagens invasivas foram divididos em três complexos clonais pelo programa eBURST. As linhagens foram consideradas como sendo de um mesmo complexo clonal quando pelo menos seis dos sete alelos estudados no MLST eram compartilhados. As linhagens brasileiras do biotipo gravis agruparam-se em complexos clonais com cepas originárias da Europa, indicando uma circulação mundial dos clones deste biotipo e alta estabilidade genética. Por outro lado, linhagens invasivas do biotipo mitis apresentaram maior diversidade genética e uma circulação aparentemente associada à América do Sul. As análises realizadas sugerem que a alta diversidade genética encontrada para as linhagens invasivas é devida a um elevado potencial recombinogênico dos isolados.
Abstract
Diphtheria is a reemerging disease worldwide. The classic form of the infection, caused by the bacterium Corynebacterium diphtheriae, primarily affects the upper respiratory tract. However, there are some strains of this bacterium that can cause invasive infections such as endocarditis. In Brazil, strains of C. diphtheriae causing this type of infection have been isolated in recent years. These strains were able to infect vaccinated and non-vaccinated individuals. The main distinguishing features of the invasive strains were mostly the ability to ferment sucrose and the non-toxigenic profile. The mechanisms leading to the invasive phenotype are poorly understood; this demonstrates the need for genetic studies of this subpopulation of C. diphtheriae. The aim of this study was to perform a molecular epidemiological analysis of the invasive C. diphtheriae strains isolated in Brazil, using the Multilocus Sequence Typing (MLST) method. A standardized MLST scheme for typing this bacterium was used, composed of seven housekeeping genes: atpA, dnaE, dnaK, fusA, leuA, odha, e rpoB. Type strains of C. diphtheriae were used as controls. The results obtained were compared with MLST profiles of strains isolated in different countries, which are accessible in the public database PubMLST. The profiles obtained for the invasive strains were divided into three clonal complexes by eBURST program. The strains were considered to be of the same clonal complex when at least six of the seven alleles studied in the MLST were shared. The Brazilian strains of biotype gravis were grouped into clonal complexes with strains from Europe, indicating a worldwide circulation of clones of this biotype and some genetic stability. Moreover, invasive strains of biotype mitis had a higher genetic diversity and an apparently associated with movement within South America. Analyzes suggest that high genetic diversity found among the invasive strains is due to a high recombinogenic potential of the isolates.
Assunto
Genetica molecular, Biologia molecular, Endocardite bacteriana, Genética, Corynebacterium diphtheriae
Palavras-chave
Genética