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Title: Elementos CRISPR e sua associação com resistência e virulência entre amostras de enterococos resistentes (VRE) e sensíveis (VSE) à vancomicina
Authors: Oliveira, Jessica da Silva de
metadata.dc.contributor.advisor: Neves, Felipe Piedade Gonçalves
metadata.dc.contributor.members: Cerqueira, Aloysio de Mello Figueiredo
Penna, Bruno de Araújo
Ribeiro, Rachel Leite
Issue Date: 2017
Abstract: Nas últimas décadas, o uso indiscriminado de antimicrobianos, aliado às habilidades de aquisição e transferência de genes de virulência e resistência, têm sido responsáveis pelo crescente envolvimento de enterococos, sobretudo VRE (Enterococos resistentes à vancomicina) em Infecções relacionadas à Assistência à Saúde (IrAS). Estudos recentes têm demonstrado que a perda ou ausência de CRISPR (Clustered, regularly interspaced short palindromic repeats) podem estar diretamente relacionadas ao aumento da virulência e da resistência em enterococos. Diante disso, o objetivo deste estudo foi o de comparar o potencial de virulência, resistência e a presença de elementos CRISPR entre cepas VRE e VSE (Enterococos sensíveis à vancomicina) de diferentes origens. Ao todo, 180 amostras de enterococos foram analisadas, sendo 91 VREs (de infecção ou colonização) e 89 VSE (uma amostra de infecção endodôntica, nove de origem alimentar, 10 de "swab" retal de gestantes e 69 de infecções em pacientes com câncer). As amostras foram submetidas a identificação e/ou confirmação da espécie por PCR e MALDI-TOF, resultando em 95 E. faecalis, 77 E. faecium, cinco E. gallinarum e um E. casseliflavus. Outras duas amostras (E. avium e E. durans) foram identificadas no laboratório de origem. Entre os genes de virulência pesquisados, o gene gelE foi o mais encontrado, ocorrendo em 79 (43,9%) amostras, seguido pelo genes esp com 77 (42,8%) e asa1 com 68 (37,8%) amostras positivas. Não houve diferença significativa na prevalência de genes de virulência entre amostras dos grupos VRE e VSE. Por meio do teste de difusão em ágar, foi observada uma alta taxa de amostras multirresistentes, principalmente em E. faecium, sendo, de maneira geral, observada maior taxa de resistência para eritromicina (n=131; 72,8%), seguido das fluoroquinolonas (n=111; 61,6 %). Entre as 152 amostras resistentes ou intermediárias à eritromicina, 92 (60,5%) apresentaram o gene ermB. Por sua vez, todas as 91 amostras VRE apresentaram o gene vanA. O sistema CRISPR 3-Cas foi o mais frequente com 63 (35%) amostras positivas, seguido por CRISPR 2 e CRISPR1-Cas com 44 (24,4%) e 43 (23,9%) amostras positivas, respectivamente. Foi possível observar que existe uma correlação evidente entre espécie e presença de regiões CRISPR, uma vez que tais regiões foram muito mais comuns em E. faecalis do que em E. faecium (p<0,01). Da mesma forma, regiões CRISPR foram muito mais comuns em amostras VSE do que em VRE (p<0,01). Genes de resistência à vancomicina (vanA) e aminoglicosídeos [aph(2")-Ib e aph(2")-Ic] e os genes de virulência esp e hyl foram encontrados com maior frequência em amostras sem elementos CRISPR (p<0,05), sugerindo que amostras com sua defesa genômica comprometida, ou seja, sem elementos CRISPR, podem ser mais permissivas a entrada de elementos genéticos móveis contendo tais genes.
metadata.dc.description.abstractother: In the past few decades, the indiscriminate use of antimicrobial agents along with the ability to acquire virulence and resistance genes have been responsible for the increasing involvement of enterococci, especially VRE (vancomycin-resistant Enterococcus), in Healthcare-Associated Infections (HAI). In addition, studies have shown that the loss or absence of CRISPR (Clustered regularly interspaced short palindromic repeats) can be directly related to increased virulence and resistance among enterococci. Hence, the aim of this study was to compare the virulence potential, resistance and the presence of CRISPR regions among VRE and VSE (vancomycin-susceptible Enterococcus) strains recovered from different origins. A total of 180 enterococcal isolates was analyzed, of which 91 were VRE (from infection or colonization) and 89 were VSE (one isolate of endodontic infection, nine from food, 10 from rectal swabs of pregnant women, and 69 from diseases in cancer patients). The isolates were identified by PCR or MALDI-TOF: 95 E. faecalis, 77 E. faecium, five E. gallinarum and one E. casseliflavus. Two additional isolates (E. avium and E. durans) were identified in the laboratory that provided the isolates. Among the virulence genes investigated, the gelE gene was the most frequent, detected in 79 (37.2%) isolates, followed by esp and asa1 genes in 77 (42.8%) and 68 (37.8%) isolates. There was no significant difference in the prevalence of virulence genes between VRE and VSE groups. By the agar diffusion test, we detected a high rate of multi-drug resistance, mainly in E. faecium. Overall, the highest resistance rate was observed for erythromycin (n=131; 72,8%), followed by fluoroquinolones (n=111; 61,6%). Among the 152 erythromycin-non susceptible isolates, 92 (60.3 %) had the ermB gene. All the VRE isolates presented the vanA gene. The CRISPR3-Cas system was the most frequent (n=63; 35%), followed by CRISPR 2 (n=44; 24.4%) and CRISPR1 (43; 23.9%). We observed an evident correlation between species and the presence of CRISPR regions, since such regions were much more common in E. faecalis than in E. faecium (p <0.01). Similarly, CRISPR regions were much more common in VSE isolates than in VRE (p<0.01). Vancomycin (vanA) and aminoglycosides [aph (2")-Ib and aph(2")-Ic] resistance genes as well as the esp and hyl virulence genes were more frequently detected in isolates without CRISPR elements (p<0.05), suggesting that isolates with their compromised genomic defense, that is, without CRISPR elements, may be more permissive to the entry of mobile genetic elements containing such genes.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/9752
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