O papel do metabolismo de carboidratos na expressão de fatores de virulência em linhagens de Escherichia coli uropatogênicas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Rafaella Christina Rocha Moreira da
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48308
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2023.
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spelling O papel do metabolismo de carboidratos na expressão de fatores de virulência em linhagens de Escherichia coli uropatogênicasInfecção urináriaMetabolismo de carboidratoVirulência (Microbiologia)Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2023.Infecções no trato urinário (ITUs) são a causa mais frequente de infecções bacterianas em seres humanos. Estima-se que a cada ano, aproximadamente 150 milhões de pessoas são acometidas por essa patologia em todo o mundo. Responsável por 80%-90% dos casos, a enterobactéria Gram-negativa Escherichia coli uropatogênica (Uropathogenic Escherichia coli – UPEC), é o agente causador mais comum de ITUs adquiridas na comunidade. A capacidade de UPEC em sobreviver no trato urinário depende de sua fisiologia, metabolismo e de seus determinantes de virulência. Recentemente, foi demonstrado que o transporte e metabolismo de vários carboidratos estão associados à virulência em enterobactérias. Todavia, como o papel preciso da utilização de carboidratos na expressão e regulação da virulência bacteriana ainda não foi determinado, buscamos compreender o impacto que o metabolismo de diferentes fontes de carbono tem sobre a expressão de fatores de aptidão e virulência na patogênese de UPECs resistentes à múltiplas drogas (MDR), com ênfase na expressão das fímbrias tipo 1. O objetivo deste trabalho foi compreender o efeito que o uso de diferentes fontes de carbono tem sobre a expressão de mecanismos de virulência de linhagens UPECs MDR. Para este fim, quatro linhagens diferentes de UPECs MDR foram submetidas a determinação do perfil de resistência aos antibióticos, a análise da capacidade de sobrevivência e reprodução (fitness bacteriano), de expressar fímbrias tipo 1 funcionais, de formar biofilme utilizando diferentes fontes de carbono e de sobreviver em sangue e soro. Em condições anaeróbicas todas as UPECs analisadas utilizaram D-(-)-Sorbitol como fonte de carbono de alto rendimento. Três das quatro estirpes analisadas não utilizam D-(-)-Frutose como fonte de carbono para seu crescimento. Os dados obtidos através do Ensaio de Aglutinação de Levedura sugerem que o metabolismo de D-(-)- Frutose tem relação com a expressão de fímbrias tipo 1 funcionais na superfície celular de três das quatro estirpes analisadas. UPEC 76 não utilizou D-(-)-Frutose como fonte de carbono para seu crescimento ou para expressar fímbrias tipo 1 funcionais. Todas as UPECs analisadas são classificadas como produtoras moderadas de biofilme quando crescidas em N-acetil-D-glicosamina. Três das quatro estirpes apresentaram uma capacidade aumentada de sobreviver em sangue e soro ao utilizar N-acetil-Dglicosamina como fonte única de carbono. Em conjunto, nossos dados sugerem que o metabolismo de diferentes fontes de carbono (açúcares) modula a expressão de fatores de virulência como o crescimento exacerbado, a expressão de fímbrias tipo 1 funcionais e a resistência ao soro em diferentes estirpes de UPECs MDRs.Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF).Urinary tract infections (UTIs) are the most common cause of bacterial infections in humans. It is estimated that approximately 150 million people worldwide are affected by this condition each year. Accounting for 80%-90% of cases, the Gram-negative enterobacterium Uropathogenic Escherichia coli (UPEC) is the most common causative agent of community-acquired UTIs. The ability of UPEC to survive in the urinary tract depends on its physiology, metabolism, and virulence determinants. Recently, it has been demonstrated that the transport and metabolism of various carbohydrates are associated with virulence in enterobacteria. However, the precise role of carbohydrate utilization in the expression and regulation of bacterial virulence has not yet been determined. Therefore, we sought to understand the impact of different carbon sources' metabolism on the expression of fitness and virulence factors in the pathogenesis of multidrug-resistant (MDR) UPEC, with an emphasis on the expression of type 1 fimbriae. The aim of this study was to comprehend the effect of using different carbon sources on the expression of virulence mechanisms in MDR UPEC strains. To this end, four different MDR UPEC strains were subjected to antibiotic resistance profiling, analysis of survival and reproduction (bacterial fitness), expression of functional type 1 fimbriae, biofilm formation using different carbon sources, and survival in blood and serum. Under anaerobic conditions, all analyzed UPEC strains utilized D-(-)-sorbitol as a high-yield carbon source. Three out of the four strains did not use D-(-)-fructose as a carbon source for growth. Data obtained through the Yeast Agglutination Assay suggest that D-(-)-fructose metabolism is related to the expression of functional type 1 fimbriae on the cell surface of three out of the four strains analyzed. UPEC 76 did not utilize D-(-)-fructose as a carbon source for growth or for expressing functional type 1 fimbriae. All analyzed UPEC strains were classified as moderate biofilm producers when grown in N-acetyl-D-glucosamine. Three out of the four strains exhibited an increased ability to survive in blood and serum when utilizing N-acetyl-D-glucosamine as the sole carbon source. Taken together, our data suggest that the metabolism of different carbon sources (sugars) modulates the expression of virulence factors such as excessive growth, expression of functional type 1 fimbriae, and serum resistance in different MDR UPEC strains.Instituto de Ciências Biológicas (IB)Departamento de Biologia Celular (IB CEL)Programa de Pós-Graduação em Biologia MicrobianaCampos, Tatiana Amabile deSilva, Rafaella Christina Rocha Moreira da2024-06-18T13:44:37Z2024-06-18T13:44:37Z2024-06-182023-06-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVA, Rafaella Christina Rocha Moreira da. O papel do metabolismo de carboidratos na expressão de fatores de virulência em linhagens de Escherichia coli uropatogênicas. 2023. 88 f., il. Dissertação (Mestrado em Biologia Microbiana) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48308porA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.unb.br, www.ibict.br, www.ndltd.org sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra supracitada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-07-16T03:40:14Zoai:repositorio.unb.br:10482/48308Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-07-16T03:40:14Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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