Epidemiologia genômica e determinantes da resistência antimicrobiana de isolados de Salmonella Typhimurium em Peru
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/59624 |
Resumo: | A Salmonella Typhimurium está entre os principais sorovares causantes de doenças transmitidas por alimentos no Peru e no mundo. O alto registro epidemiológico de casos de gastroenterite, diarreia e surtos transmitidos por alimentos são influenciados pelas graves problemáticas no país como a falta de acesso à água potável, saneamento e deficiências no setor de alimentos. Em relação aos hospedeiros animais, porquinhos da índia são um importante recurso nutricional e econômico para a região andina, porém são reservatórios do patógeno, e sua produção se vê afetada pelos altos índices de mortalidade por Salmonelose e uso não controlado do antibióticos. Em 2017, a Organização Mundial da Saúde adicionou Salmonella na lista de bactérias prioritários resistentes a antibióticos. Além disso, no Peru tem sido relatado um alto perfil de resistência antimicrobiana nos sorovares mais prevalentes, mas se desconhece as populações que estão circulando, e os mecanismos genéticos que estão associados à resistência antimicrobiana. Assim, este trabalho de Tese teve como objetivo contribuir com o sistema de vigilância genômica e fenotípica de S. Typhimurium no Peru provenientes na maioria de casos clínicos de diferentes cidades de Peru entre os anos 2000 e 2017. Em colaboração com Instituto Nacional de Saúde foi sequenciado 90 linhagens com a tecnologia Illumina e realizou-se em paralelo o teste de susceptibilidade antimicrobiana em disco de difusão para 10 antibióticos. A diversidade genética das linhagens peruanas foi obtida a partir da comparação nucleotídica, genes acessórios, filogenia e populacional com 46 globais genomas de S. Typhimurium. As análises de resistência antimicrobiana (AMR) foram realizadas com a predição de genes e mutações AMR, correspondência genótipo-fenótipo e análise de GWAS para a predição de novos determinantes genéticos. Ao menos 10 populações de diverso conteúdo de genes acessório que circulam no Peru, com duas populações clonais emergentes e três populações que contém um mosaico de plasmídeos transmissíveis contendo genes de resistência antimicrobiana. Além disso, pelo teste em disco de difusão foi identificada uma moderada resistência multidrogas a antibióticos da primeira linha, tais como ácido nalidíxico, ampicilina, tetraciclina com correspondência genotípica, exceto para nitrofurantoína. A análise genômica como preditora da resistência antimicrobiana foi inconclusiva devido aos baixos valores de sensibilidade. Por outro lado, seis linhagens de porquinho-da-Índia foram sequenciadas com Illumina e outros 20 genomas são públicos procedentes de alimentos e criação de porquinhos-da-Índia de Equador e Peru. A análise da diversidade, filogenia e cgMLST permitiu identificar ao menos 3 sub-populações (HC50_9757, HC50_67422, HC100_9460) circulando no Peru e uma população (HC100_41507) de isolados provenientes de alimentos do Equador, diferenciados pelo conteúdo de Polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) e genes. Das populaçõẽs peruanas, identificamos, ainda, uma reduzida resistência associada a plasmídeos e sequências de inserção transmissíveis na população, e mutações em genes AMR associada a moderada resistência a ácido nalidíxico. Não foi possível identificar linhagens provenientes de porquinho-da-Índia de criação e alimentos pertencentes à mesma população ou compartilhando elementos de resistência transmissíveis. Conclui-se que existe uma resistência a antibióticos de primeira linha de reduzida a moderada e reduzida resistência a antibióticos atuais de tratamento. A resistência antimicrobiana é associada a plasmídeos, sequência de inserção, genes e populações circulando em humanos e criação de porquinhos da índia. Estes estudos permitem promover a vigilância de locais reservatórios dos críticos sorovares de Salmonella e resistência antimicrobiana |
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Vasco Ariston de Carvalho Azevedohttp://lattes.cnpq.br/1020477751003832Marcus Vinicius Canário VianaLenin Maturrano Hernándezhttp://lattes.cnpq.br/1264572562976701Raquel Enma Hurtado Castillo2023-10-18T17:57:28Z2023-10-18T17:57:28Z2022-12-15http://hdl.handle.net/1843/596240000-0002-1902-530XA Salmonella Typhimurium está entre os principais sorovares causantes de doenças transmitidas por alimentos no Peru e no mundo. O alto registro epidemiológico de casos de gastroenterite, diarreia e surtos transmitidos por alimentos são influenciados pelas graves problemáticas no país como a falta de acesso à água potável, saneamento e deficiências no setor de alimentos. Em relação aos hospedeiros animais, porquinhos da índia são um importante recurso nutricional e econômico para a região andina, porém são reservatórios do patógeno, e sua produção se vê afetada pelos altos índices de mortalidade por Salmonelose e uso não controlado do antibióticos. Em 2017, a Organização Mundial da Saúde adicionou Salmonella na lista de bactérias prioritários resistentes a antibióticos. Além disso, no Peru tem sido relatado um alto perfil de resistência antimicrobiana nos sorovares mais prevalentes, mas se desconhece as populações que estão circulando, e os mecanismos genéticos que estão associados à resistência antimicrobiana. Assim, este trabalho de Tese teve como objetivo contribuir com o sistema de vigilância genômica e fenotípica de S. Typhimurium no Peru provenientes na maioria de casos clínicos de diferentes cidades de Peru entre os anos 2000 e 2017. Em colaboração com Instituto Nacional de Saúde foi sequenciado 90 linhagens com a tecnologia Illumina e realizou-se em paralelo o teste de susceptibilidade antimicrobiana em disco de difusão para 10 antibióticos. A diversidade genética das linhagens peruanas foi obtida a partir da comparação nucleotídica, genes acessórios, filogenia e populacional com 46 globais genomas de S. Typhimurium. As análises de resistência antimicrobiana (AMR) foram realizadas com a predição de genes e mutações AMR, correspondência genótipo-fenótipo e análise de GWAS para a predição de novos determinantes genéticos. Ao menos 10 populações de diverso conteúdo de genes acessório que circulam no Peru, com duas populações clonais emergentes e três populações que contém um mosaico de plasmídeos transmissíveis contendo genes de resistência antimicrobiana. Além disso, pelo teste em disco de difusão foi identificada uma moderada resistência multidrogas a antibióticos da primeira linha, tais como ácido nalidíxico, ampicilina, tetraciclina com correspondência genotípica, exceto para nitrofurantoína. A análise genômica como preditora da resistência antimicrobiana foi inconclusiva devido aos baixos valores de sensibilidade. Por outro lado, seis linhagens de porquinho-da-Índia foram sequenciadas com Illumina e outros 20 genomas são públicos procedentes de alimentos e criação de porquinhos-da-Índia de Equador e Peru. A análise da diversidade, filogenia e cgMLST permitiu identificar ao menos 3 sub-populações (HC50_9757, HC50_67422, HC100_9460) circulando no Peru e uma população (HC100_41507) de isolados provenientes de alimentos do Equador, diferenciados pelo conteúdo de Polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) e genes. Das populaçõẽs peruanas, identificamos, ainda, uma reduzida resistência associada a plasmídeos e sequências de inserção transmissíveis na população, e mutações em genes AMR associada a moderada resistência a ácido nalidíxico. Não foi possível identificar linhagens provenientes de porquinho-da-Índia de criação e alimentos pertencentes à mesma população ou compartilhando elementos de resistência transmissíveis. Conclui-se que existe uma resistência a antibióticos de primeira linha de reduzida a moderada e reduzida resistência a antibióticos atuais de tratamento. A resistência antimicrobiana é associada a plasmídeos, sequência de inserção, genes e populações circulando em humanos e criação de porquinhos da índia. Estes estudos permitem promover a vigilância de locais reservatórios dos críticos sorovares de Salmonella e resistência antimicrobianaSalmonella Typhimurium is among the main serovars causing foodborne illness in Peru and worldwide. The high epidemiological record of cases of gastroenteritis, diarrhea and outbreaks transmitted by food are influenced by severe problems in the country, such as lack of access to drinking water, sanitation and deficiencies in the food sector. Regarding animal hosts, guinea pigs are an important nutritional and economic resource for the Andean region. However, they are reservoirs of the pathogen, and their production is affected by high mortality rates due to Salmonellosis and uncontrolled use of antibiotics. In 2017, the World Health Organization added Salmonella to the list of priority antibiotic-resistant bacteria. In addition, in Peru, a high profile of antimicrobial resistance has been reported in the most prevalent serovars, but the populations that are circulating and the genetic mechanisms that are associated with antimicrobial resistance are unknown. Thus, this thesis work aimed to contribute to the genomic and phenotypic surveillance system of S. Typhimurium in Peru from most clinical cases from different cities in Peru between the years 2000 and 2017. In collaboration with the National Institute of Health, it was 90 strains sequenced using Illumina technology and antimicrobial susceptibility testing was carried out in parallel with diffusion discs for ten antibiotics. The Peruvian diversity was obtained by comparing nucleotide, accessory genes, phylogeny and population with 46 global genomes of S. Typhimurium. Antimicrobial resistance (AMR) analyses were carried out with the prediction of genes and AMR mutations present in the chromosome and plasmids, genotype-phenotype correspondence and GWAS analysis to predict new genetic determinants. At least ten populations of diverse content of accessory genes are circulating in Peru, with two emerging clonal populations and three populations containing a mosaic of transmissible plasmids containing antimicrobial resistance genes. In addition, the diffusion disk test identified moderate multidrug resistance to first-line antibiotics (nalidixic acid, ampicillin, tetracycline) with genotypic correspondence, except for nitrofurantoin. Genomic analysis as a predictor of antimicrobial resistance was inconclusive due to low sensitivity values. On the other hand, six strains of S. Typhimurium were sequenced with Illumina for the analysis of guinea pig isolates, and another 20 genomes are public from food and breeding guinea pigs in Ecuador and Peru. Analysis of diversity, phylogeny and cgMLST identified at least three subpopulations (HC50_9757, HC50_67422, HC100_9460) circulating in Peru and a population (HC100_41507) of isolates from food in Ecuador, differentiated by the content of Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) and genes. We also identified reduced resistance from the Peruvian populations associated with transmissible plasmids and insertion sequences and AMR mutation genes associated with moderate resistance to nalidixic acid. Identifying strains from guinea pigs for breeding and food belonging to the same population or sharing transmissible resistance elements was impossible. It is concluded that there is reduced to moderate resistance to first-line antibiotics and reduced resistance to current treatment antibiotics. Antimicrobial resistance is associated with plasmids, insertion sequence, genes and populations circulating in human and guinea pig husbandry. These studies allow promoting the surveillance of reservoir sites of critical Salmonella serovars and antimicrobial resistanceCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em BioinformaticaUFMGBrasilICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICASBioinformáticaResistência Microbiana a MedicamentosSalmonella typhimuriumDoenças Transmitidas por AlimentosVigilância em Saúde Pública, Salmonella Typhimurium, Sequenciamento genômico, Doenças transmitidas por alimentos, Vigilância na saúde pública, Salmonella Typhimurium, Sequenciamento genômico, Doenças transmitidas por alimentos, Vigilância na saúde públicaEpidemiologia genômica e determinantes da resistência antimicrobiana de isolados de Salmonella Typhimurium em Peruinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALRaquel_Hurtado_Doutorado_Bioinformatica.pdfRaquel_Hurtado_Doutorado_Bioinformatica.pdfTese Tese apresentada para a obtenção do Grau de Doutor pelo Programa de Pós-graduação em Bioinformáticaapplication/pdf8625486https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/59624/1/Raquel_Hurtado_Doutorado_Bioinformatica.pdfaf0b22d78c0ef206249660d361ae4d47MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/59624/2/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD521843/596242023-10-18 14:57:28.949oai:repositorio.ufmg.br:1843/59624TElDRU7Dh0EgREUgRElTVFJJQlVJw4fDg08gTsODTy1FWENMVVNJVkEgRE8gUkVQT1NJVMOTUklPIElOU1RJVFVDSU9OQUwgREEgVUZNRwoKQ29tIGEgYXByZXNlbnRhw6fDo28gZGVzdGEgbGljZW7Dp2EsIHZvY8OqIChvIGF1dG9yIChlcykgb3UgbyB0aXR1bGFyIGRvcyBkaXJlaXRvcyBkZSBhdXRvcikgY29uY2VkZSBhbyBSZXBvc2l0w7NyaW8gSW5zdGl0dWNpb25hbCBkYSBVRk1HIChSSS1VRk1HKSBvIGRpcmVpdG8gbsOjbyBleGNsdXNpdm8gZSBpcnJldm9nw6F2ZWwgZGUgcmVwcm9kdXppciBlL291IGRpc3RyaWJ1aXIgYSBzdWEgcHVibGljYcOnw6NvIChpbmNsdWluZG8gbyByZXN1bW8pIHBvciB0b2RvIG8gbXVuZG8gbm8gZm9ybWF0byBpbXByZXNzbyBlIGVsZXRyw7RuaWNvIGUgZW0gcXVhbHF1ZXIgbWVpbywgaW5jbHVpbmRvIG9zIGZvcm1hdG9zIMOhdWRpbyBvdSB2w61kZW8uCgpWb2PDqiBkZWNsYXJhIHF1ZSBjb25oZWNlIGEgcG9sw610aWNhIGRlIGNvcHlyaWdodCBkYSBlZGl0b3JhIGRvIHNldSBkb2N1bWVudG8gZSBxdWUgY29uaGVjZSBlIGFjZWl0YSBhcyBEaXJldHJpemVzIGRvIFJJLVVGTUcuCgpWb2PDqiBjb25jb3JkYSBxdWUgbyBSZXBvc2l0w7NyaW8gSW5zdGl0dWNpb25hbCBkYSBVRk1HIHBvZGUsIHNlbSBhbHRlcmFyIG8gY29udGXDumRvLCB0cmFuc3BvciBhIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gcGFyYSBxdWFscXVlciBtZWlvIG91IGZvcm1hdG8gcGFyYSBmaW5zIGRlIHByZXNlcnZhw6fDo28uCgpWb2PDqiB0YW1iw6ltIGNvbmNvcmRhIHF1ZSBvIFJlcG9zaXTDs3JpbyBJbnN0aXR1Y2lvbmFsIGRhIFVGTUcgcG9kZSBtYW50ZXIgbWFpcyBkZSB1bWEgY8OzcGlhIGRlIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gcGFyYSBmaW5zIGRlIHNlZ3VyYW7Dp2EsIGJhY2stdXAgZSBwcmVzZXJ2YcOnw6NvLgoKVm9jw6ogZGVjbGFyYSBxdWUgYSBzdWEgcHVibGljYcOnw6NvIMOpIG9yaWdpbmFsIGUgcXVlIHZvY8OqIHRlbSBvIHBvZGVyIGRlIGNvbmNlZGVyIG9zIGRpcmVpdG9zIGNvbnRpZG9zIG5lc3RhIGxpY2Vuw6dhLiBWb2PDqiB0YW1iw6ltIGRlY2xhcmEgcXVlIG8gZGVww7NzaXRvIGRlIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gbsOjbywgcXVlIHNlamEgZGUgc2V1IGNvbmhlY2ltZW50bywgaW5mcmluZ2UgZGlyZWl0b3MgYXV0b3JhaXMgZGUgbmluZ3XDqW0uCgpDYXNvIGEgc3VhIHB1YmxpY2HDp8OjbyBjb250ZW5oYSBtYXRlcmlhbCBxdWUgdm9jw6ogbsOjbyBwb3NzdWkgYSB0aXR1bGFyaWRhZGUgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzLCB2b2PDqiBkZWNsYXJhIHF1ZSBvYnRldmUgYSBwZXJtaXNzw6NvIGlycmVzdHJpdGEgZG8gZGV0ZW50b3IgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIHBhcmEgY29uY2VkZXIgYW8gUmVwb3NpdMOzcmlvIEluc3RpdHVjaW9uYWwgZGEgVUZNRyBvcyBkaXJlaXRvcyBhcHJlc2VudGFkb3MgbmVzdGEgbGljZW7Dp2EsIGUgcXVlIGVzc2UgbWF0ZXJpYWwgZGUgcHJvcHJpZWRhZGUgZGUgdGVyY2Vpcm9zIGVzdMOhIGNsYXJhbWVudGUgaWRlbnRpZmljYWRvIGUgcmVjb25oZWNpZG8gbm8gdGV4dG8gb3Ugbm8gY29udGXDumRvIGRhIHB1YmxpY2HDp8OjbyBvcmEgZGVwb3NpdGFkYS4KCkNBU08gQSBQVUJMSUNBw4fDg08gT1JBIERFUE9TSVRBREEgVEVOSEEgU0lETyBSRVNVTFRBRE8gREUgVU0gUEFUUk9Dw41OSU8gT1UgQVBPSU8gREUgVU1BIEFHw4pOQ0lBIERFIEZPTUVOVE8gT1UgT1VUUk8gT1JHQU5JU01PLCBWT0PDiiBERUNMQVJBIFFVRSBSRVNQRUlUT1UgVE9ET1MgRSBRVUFJU1FVRVIgRElSRUlUT1MgREUgUkVWSVPDg08gQ09NTyBUQU1Cw4lNIEFTIERFTUFJUyBPQlJJR0HDh8OVRVMgRVhJR0lEQVMgUE9SIENPTlRSQVRPIE9VIEFDT1JETy4KCk8gUmVwb3NpdMOzcmlvIEluc3RpdHVjaW9uYWwgZGEgVUZNRyBzZSBjb21wcm9tZXRlIGEgaWRlbnRpZmljYXIgY2xhcmFtZW50ZSBvIHNldSBub21lKHMpIG91IG8ocykgbm9tZXMocykgZG8ocykgZGV0ZW50b3IoZXMpIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcyBkYSBwdWJsaWNhw6fDo28sIGUgbsOjbyBmYXLDoSBxdWFscXVlciBhbHRlcmHDp8OjbywgYWzDqW0gZGFxdWVsYXMgY29uY2VkaWRhcyBwb3IgZXN0YSBsaWNlbsOnYS4KRepositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2023-10-18T17:57:28Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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