Molecular and phenotypical characterization of Salmonella enterica isolated from humans in São Paulo State : Caracterização fenotípica e molecular de amostras de Salmonella enterica isoladas de humanos no Estado de São Paulo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Calarga, Aline Parolin, 1992-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639944
Resumo: Orientador: Marcelo Brocchi
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spelling Molecular and phenotypical characterization of Salmonella enterica isolated from humans in São Paulo State : Caracterização fenotípica e molecular de amostras de Salmonella enterica isoladas de humanos no Estado de São PauloCaracterização fenotípica e molecular de amostras de Salmonella enterica isoladas de humanos no Estado de São PauloSalmonella entericaResistência microbiana a medicamentosFatores de virulênciaGenômicaSalmonella entericaMicrobial drug resistanceVirulence factorsGenomicsOrientador: Marcelo BrocchiDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Salmonella enterica é um importante patógeno de humanos e outros animais que causa a zoonose denominada Salmonelose. Embora a maior parte dos casos de infecção humana seja causado pela Salmonella enterica subespécie enterica, o aparecimento de subespécies não-enterica invasivas têm sido relatado e associados ao contato com animais contaminados, principalmente anfíbios e répteis. Adicionalmente, o aumento do número de cepas multirresistentes de Salmonella spp. com maior patogenicidade tem sido descrito globalmente. Portanto, o presente trabalho teve por objetivo caracterizar o perfil fenotípico de susceptibilidade a antimicrobianos de amostras de Salmonella spp. isoladas de infecções humanas no estado de São Paulo entre 2000 e 2019, além de caracterizar o genótipo de resistência e virulência de isolados multirresistentes (MDR), Typhi e subespécie não-enterica através do sequenciamento completo do genoma. Dentre as 810 amostras estudadas, 43.82% foram resistentes a pelo menos um antibiótico. A maior parte das amostras apresentou resistência às seguintes classes de antimicrobianos: aminoglicosídeos (32.10%), tetraciclinas (13.81%) e ß-lactâmicos (13.21%). Ademais, 71 isolados apresentaram perfil de multirresistência, 11 foram produtores de ESBL e um foi considerado resistente à colistina. De acordo com os dados do sequenciamento genômico todos os isolados sequenciados apresentaram bombas de efluxo relacionadas à resistência antimicrobiana. Dentre os quatro isolados MDR, três apresentaram genes AMR adicionais que estão associados à elementos móveis, como blatem-1B, dfrA1/14, tetA, sul1/2, floR, e qnrE1. Dentro do limite de nosso conhecimento o presente trabalho é o primeiro a descrever a presença do gene de resistência à quinolona mediado por plasmídeo (PMQR) qnrE1 em um isolado clínico de Salmonella I 4,[5],12:i:-. Todos os isolados sequenciados tanto da subespécie enterica quanto não-enterica apresentaram divergências em relação a presença de "Salmonella Pathogenicity Islands" (SPIs) e bacteriófagos. Os bacteriófagos Gifsy-1 e 2 abrigaram importantes fatores de virulência como o gene gogB no isolado de variante monofásica, e o gene sodC1 nos isolados de Enteritidis e de variante monofásica. Apesar das diferenças apresentadas, todos os isolados apresentaram importantes genes relacionados à invasão e sobrevivência intracelular das SPI-1/2/3. Adicionalmente, as amostras da subespécie não-enterica apresentaram fatores de virulência associados a outros patógenos como Yersinia spp. e Escherichia coli patogênicas. Apesar das deleções encontradas nas cinco principais SPIs e da ausência de SPI-6, entre as amostras da subespécie não-enterica, elas mostraram a habilidade de invadir e sobreviver macrófagos J774 assim como a cepa Salmonella Typhimurium ATCC 14028. Além do mais, durante os ensaios in-vivo em Galleria mellonella os isolados não-enterica apresentaram taxas de mortalidades superiores à S. Typhimurium UK-1. Em conclusão, as amostras estudadas no presente trabalho apresentaram menor susceptibilidade ao aminoglicosídeos, tetraciclinas e ?-lactâmicos, com uma baixa proporção de isolados apresentando perfil MDR, ou de produção de ESBL. Todavia, como apontado pelos dados de WGS, os isolados de MDR carregavam genes AMR em elementos móveis, o que pode contribuir para uma dispersão rápida destes genes entre amostras bacterianas. Em adição, mesmo que subespécies não-enterica sejam mais comuns entre animais de sangue frio, nosso estudo descreve pela primeira vez no Brasil isolados invasivos das subespécies salamae e diarizonae em infecções humanasAbstract: Salmonella enterica is an important pathogen to humans and other animals causing the zoonosis denominated as Salmonellosis. Although most cases of human-infections are caused by Salmonella subspecies enterica, the emergence of invasive non-enterica subspecies have been reported and associated to contact with infected animals, especially reptiles and amphibians. Additionally, the emergence of multidrug resistant strains (MDR) of Salmonella spp. with increased pathogenicity has been described worldwide. Therefore, this project aimed to characterize the antimicrobial resistance phenotype of S. enterica samples isolated from human infections in São Paulo state over the period of 2000 to 2019, besides characterizing the resistance and virulence genotype of MDR, Typhi and non-enterica subspecies samples through whole-genome sequencing (WGS). Among the 810 samples studied, 43.82% were resistant to at least one antibiotic. The majority of samples were resistant to the following antimicrobial classes: aminoglycosides (32.10%), tetracycline (13.83%) and ß-lactams (13.21%). Moreover, 71 isolates were considered MDR, 11 were ESBL-producers and one was colistin-resistant. According to the whole-genome sequencing results all samples investigated presented efflux pumps correlated with antimicrobial resistance (AMR). Among the four MDR isolates sequenced, three presented additional AMR genes associated with mobile elements, such as blatem-1B, dfrA1/14, tetA, sul1/2, floR, and qnrE1. To the best of our knowledge the present work is the first to describe the plasmid-mediated quinolone resistance (PMQR) gene qnrE1 in a clinical isolate of Salmonella I 4,[5],12:i:-. All sequenced samples subspecies enterica and non-enterica presented divergences among the presence of Salmonella Pathogenicity Islands (SPIs) and bacteriophages. The phages Gifsy-1/2 harbored important virulence factors likewise gogB in the monophasic variant isolate and sodC1 in the monophasic variante and Enteritidis isolate. Despite divergences found, all samples harbored SPI-1/2/3 genes considered important to invasion and intracellular surveillance. In addition to that, the subspecies non-enterica samples presented virulence factors associated with other pathogens such as Yersinia spp. and pathogenic Escherichia coli. Despite deletions in SPI-1/3/4/5, and absence of SPI-6 found among the subspecies non-enterica samples, they have shown the ability to invade and survive within J774 macrophages likewise S. Typhimurium ATCC 14028. Furthermore, during the in-vivo assays with Galleria mellonella the subspecies non-enterica isolates presented higher killing rates compared to S. Typhimurium UK-1. In conclusion, our work shows that a high percentage of samples herein tested showed a decreased susceptibility to aminoglycosides, teracyclines and ?-lactams, with a small proportion of them presenting a MDR profile or ESBL-production. Nevertheless, as shown by WGS the MDR strains carried AMR genes presented in mobile elements, which can contribute to their rapid dissemination among bacterial strains. Moreover, although non-enterica subspecies are more prevalent among cold-blooded animals, our study describes for the first time in Brazil invasive isolates of subspecies salamae and diarizonae causing human-infectionsMestradoGenética de MicroorganismosMestra em Genética e Biologia MolecularCAPES001[s.n.]Brocchi, Marcelo, 1967-Levy, Carlos EmilioAlvarez-Martinez, Cristina ElisaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em Genética e Biologia MolecularUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCalarga, Aline Parolin, 1992-20202020-08-24T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online ( 163 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639944CALARGA, Aline Parolin. Molecular and phenotypical characterization of Salmonella enterica isolated from humans in São Paulo State: Caracterização fenotípica e molecular de amostras de Salmonella enterica isoladas de humanos no Estado de São Paulo. 2020. 1 recurso online ( 163 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639944. 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