Genômica comparativa e transcriptômica de Acinetobacter baumannii em resposta ao peptídeo LyeTx I mnΔK
Carregando...
Arquivos
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Comparative genomics and transcriptomics of Acinetobacter baumannii in response to LyeTx I mnΔK peptide
Primeiro orientador
Membros da banca
Liza Figueiredo Felicori Vilela
Flávia Figueira Aburjaile
Flávia Figueira Aburjaile
Resumo
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.
Assunto
Bioquímica e imunologia, Acinetobacter baumannii, Peptídeos Antimicrobiano, Genômica, Transcriptoma
Palavras-chave
Acinetobacter baumannii, Peptídeos antimicrobinanos, Genômica, Transcriptoma
Citação
Departamento
Endereço externo
Avaliação
Revisão
Suplementado Por
Referenciado Por
Licença Creative Commons
Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como Acesso Aberto