Explorando a patogenômica de isolados de aeromonas hydrophila provenientes do Rio São Francisco
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Ulisses de Pádua Pereira
Guilherme Campos Tavares
Guilherme Campos Tavares
Resumo
As infecções bacterianas são responsáveis por diversas perdas econômicas na aquacultura.
Dentre as espécies preocupantes, Aeromonas hydrophila, é conhecida por causar septicemia
por Aeromonas móveis. Diversos estudos ao redor do mundo têm evidenciado a capacidade
patogênica e de multirresistência desta bactéria. No entanto, apesar do crescente número de
publicações, ainda são escassos estudos que utilizam isolados brasileiros para investigar a
patogenicidade através da caracterização genômica de A. hydrophila. Neste contexto, o
presente trabalho teve como objetivo realizar um estudo de patogenômica de isolados de A.
hydrophila provenientes do Rio São Francisco, com foco especialmente nos aspectos de
patogenicidade e resistência. Inicialmente, 34 cepas de A. hydrophila foram isoladas de
Phractocephalus hemioliopterus (pirarara), Lophiosilurus alexandri (pacamã), Oreochromis
niloticus (tilápia do Nilo), Dendrocephalus brasiliensis (artêmia de água doce) e água. Foi
realizado o sequenciamento de nova geração destes isolados através da plataforma HiSeq
2500 e a qualidade dos dados brutos foi avaliada pelo FastQC. Em seguida, foi realizada a
montagem e anotação. Os genomas foram confirmados como sendo de A. hydrophila através
do cálculo de identidade nucleotídica e através da análise de filogenômica. Foi investigada a
presença de ilhas genômicas, bem como a busca por genes de patogenicidade e resistência a
antibióticos. O estudo filogenômico revelou agrupamentos entre as cepas do estudo
semelhantes aos agrupamentos apontados pelo cálculo de ANI, demonstrando as
proximidades delas. Além disso, foram encontrados genes de patogenicidade e resistência a
mais de uma classe de antibiótico em todos os 34 genomas sequenciados. Ademais, foi
observado a presença de ilhas genômicas de patogenicidade em quase todos os genomas.
Também foi possível observar a presença de genes de resistência a metais pesados. Estes
achados reforçam a plasticidade genômica da A. hydrophila outrora apontada por outros
estudos. As evidências encontradas nos genomas do estudo despertam para a autêntica
preocupação com o controle das infecções bacterianas e uso de antibióticos nos sistemas
aquícolas, além de demonstrar a importância do monitoramento genômico de patógenos na
prevenção de surtos.
Abstract
Bacterial infections are responsible for numerous economic losses in aquaculture. Among the
species of concern, Aeromonas hydrophila is known to cause septicemia due to motile
Aeromonas. Several studies worldwide have demonstrated the pathogenicity and multidrug
resistance of this bacterium. However, despite the growing number of publications, studies
using Brazilian isolates to investigate the pathogenicity of A. hydrophila through genomic
characterization are still scarce. Therefore, this study aimed to conduct a pathogenetic study
of A. hydrophila isolates from the São Francisco River, focusing specifically on pathogenicity
and resistance. Initially, 34 A. hydrophila strains were isolated from Phractocephalus
hemioliopterus (pirarara), Lophiosilurus alexandri (pacamã), Oreochromis niloticus (Nile
tilapia), Dendrocephalus brasiliensis (freshwater brine shrimp), and water. Next-generation
sequencing of these isolates was performed using the HiSeq 2500 platform, and the quality of
the raw data was assessed using FastQC. Subsequently, assembly and annotation were
performed. The genomes were confirmed as A. hydrophila through nucleotide identity
calculation and phylogenomic analysis. The presence of genomic islands was investigated, as
well as a search for pathogenicity and antibiotic resistance genes. The phylogenomic study
revealed clusters among the study strains similar to those identified by the ANI calculation,
demonstrating their proximity. Furthermore, pathogenicity and resistance genes to more than
one class of antibiotics were found in all 34 sequenced genomes. Furthermore, the presence of
pathogenicity islands was observed in almost all genomes. Heavy metal resistance genes were
also observed. These findings reinforce the genomic plasticity of A. hydrophila, previously
highlighted by other studies. The evidence found in the study's genomes raises genuine
concerns about controlling bacterial infections and the use of antibiotics in aquaculture
systems, as well as demonstrating the importance of genomic monitoring of pathogens in
preventing outbreaks.
Assunto
Bioinformática, Bactérias, Virulência, Sepse, Ilhas Genômicas
Palavras-chave
bactéria, virulência, septicemia, ilhas genômicas, resistência
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