A Ascensão do Bac43 em Enterococos Resistentes à Vancomicina

Enterococos resistentes à vancomicina, ou VRE, são germes que podem ser encontrados em hospitais. Eles podem se espalhar de superfícies ou de uma pessoa para outra, levando a várias infecções e algumas mortes a cada ano. A maioria das infecções por VRE vem de dois tipos de bactérias, E. faecalis e E. faecium. A E. faecium é conhecida por se espalhar mais facilmente nos hospitais em comparação com outros germes. VRE é frequentemente encontrado em hospitais, o que significa que os pacientes podem pegá-lo enquanto estão recebendo tratamento. Quando o VRE infecta um paciente que nunca teve antes, ele pode se multiplicar no intestino antes de causar qualquer doença. No entanto, como o VRE se estabelece e domina no intestino não é muito bem entendido.

#O que são Bacteriocinas?

Bacteriocinas são proteínas feitas por bactérias que podem matar outras bactérias. Essas proteínas ajudam as bactérias a competir entre si em ambientes mistos. Muitas bactérias ácido-láticas, que incluem enterococos, produzem essas proteínas. Os cientistas acham que as bacteriocinas podem desempenhar um papel em como as bactérias se espalham e se estabelecem nos intestinos, mas isso não foi estudado a fundo em hospitais. No intestino, os enterococos competem bastante entre si e com outros tipos de bactérias. Pesquisas em camundongos mostraram que a E. faecalis que produz uma certa bacteriocina pode superar outras cepas que não a produzem. As cepas que fazem essa bacteriocina também podem permanecer no intestino por um bom tempo.

Se estabelecer no intestino é o primeiro passo para o VRE causar infecção. Pacientes com muito VRE em seus intestinos podem espalhá-lo para o ambiente, o que dá mais chances de infectar outros. Portanto, a produção de bacteriocinas poderia ajudar o VRE a dominar no intestino e causar mais infecções. No entanto, não há informações detalhadas suficientes sobre quais bacteriocinas específicas poderiam fazer isso.

#Visão Geral do Estudo

Neste estudo, os pesquisadores olharam para um grande grupo de amostras de E. faecium coletadas ao longo de seis anos em um sistema hospitalar. Este grupo incluiu 2.428 amostras de E. faecium retiradas de sangue e swabs retais. Ao estudar essa grande amostra, os pesquisadores queriam procurar diferentes tipos de genes de bacteriocina e ver como esses genes mudavam ao longo do tempo. Eles queriam entender como essas bacteriocinas poderiam ajudar a E. faecium a se espalhar em um hospital.

A pesquisa mostrou que muitas bacteriocinas conhecidas foram encontradas nas amostras, mas a maioria era rara ou não mostrava atividade consistente. A bacteriocina chamada bac43 foi encontrada em cerca de 58% das amostras, e sua presença aumentou ao longo do período do estudo. As amostras com bac43 tinham evidências de que podiam inibir o crescimento de outras bactérias, e a bacteriocina foi encontrada em diferentes grupos genéticos, sugerindo que era compartilhada entre as bactérias.

#Processo de Coleta de Amostras

As amostras de E. faecium foram coletadas em um hospital entre 2016 e 2021. Os pesquisadores coletaram swabs retais de pacientes como parte de um programa de triagem para VRE. Os pacientes foram testados quando foram admitidos em áreas de alto risco do hospital e depois semanalmente enquanto permaneciam lá. Amostras de sangue foram coletadas de pacientes que tinham infecções causadas por E. faecium.

O laboratório de microbiologia clínica fez o streak das amostras de swabs retais em placas especiais para verificar a presença de VRE. Cada vez que encontravam amostras positivas, uma colônia isolada era escolhida e enviada para o laboratório de pesquisa. As bactérias eram então cultivadas em placas de ágar adicionais. As amostras de sangue foram tratadas de forma semelhante, e colônias isoladas foram salvas para análises posteriores.

#Analisando as Amostras

O DNA das amostras foi extraído e sequenciado usando técnicas avançadas. Os pesquisadores usaram uma pipeline para processar as leituras de DNA, montá-las e anotar as informações genéticas. Isso permitiu que eles identificassem diferentes cepas de E. faecium e suas características genéticas.

Os pesquisadores também criaram montagens híbridas usando tanto leituras de DNA curtas quanto longas. Isso significa que eles combinaram dois tipos de dados de sequenciamento para melhorar a qualidade de suas informações genéticas. Eles procuraram genes de bacteriocina dentro dos genomas montados usando um banco de dados especial que continha sequências conhecidas de bacteriocinas.

#Descobertas sobre Genes de Bacteriocina

Os pesquisadores descobriram 17 grupos de genes de bacteriocina nas amostras. Eles encontraram que quatro grupos estavam presentes em mais de 19% dos isolados. Os mais comuns incluíam enterocina A, bac43 e alguns outros.

A enterocina A foi encontrada em quase todas as amostras, mas muitos desses genes não eram funcionais. Das sequências que deveriam funcionar, apenas algumas mostraram que podiam inibir outras bactérias. Também houve variações nos genes da enterocina A, com alguns tendo deleções ou mutações que poderiam impactar sua função.

Para a bac43, o gene estrutural estava presente em uma parte significativa das amostras. Os pesquisadores descobriram que a maioria dos genes bac43 era semelhante a versões previamente identificadas. Com o tempo, a presença de bac43 nas amostras aumentou dramaticamente, sugerindo que poderia ser um fator importante para ajudar a E. faecium a se espalhar nos hospitais.

#Teste de Atividade Bacteriocina

Os pesquisadores testaram se algumas cepas produziam bacteriocinas e verificaram se conseguiam inibir cepas sensíveis. Eles realizaram ensaios para determinar a atividade bacteriocina de diferentes cepas. Descobriram que certas sequências eram capazes de matar cepas sensíveis enquanto outras mostraram resistência.

Para a enterocina A, eles testaram múltiplas sequências, e algumas delas mostraram tanto inibição quanto resistência à enterocina A. No entanto, outras bacteriocinas poderiam ter contribuído para essa atividade, o que dificultou determinar o papel exato da enterocina A sozinha.

Testes semelhantes foram feitos para a bac43, e a maioria das cepas testadas mostrou que podiam tanto inibir cepas sensíveis quanto resistir a produtores de bac43. No entanto, algumas cepas tinham mutações que afetavam seus genes de bacteriocina, levando a resultados diferentes.

#Entendendo a Variação Genética

Para entender as diferenças genéticas entre os isolados, os pesquisadores realizaram uma análise filogenética. Essa análise mostrou como as sequências de bac43 e enterocina A estavam relacionadas entre si. A análise indicou que as sequências de enterocina A tendiam a se agrupar de uma forma que sugeria transmissão vertical, ou seja, eram herdadas de um ancestral comum.

Para a bac43, sequências semelhantes tendiam a se agrupar, reforçando a ideia de que foram passadas por gerações. No entanto, houve casos da mesma sequência aparecendo em diferentes grupos, indicando que alguma transmissão horizontal também poderia ocorrer.

#Tendências ao Longo do Tempo

Os pesquisadores também observaram como a presença de bac43 mudou ao longo do período do estudo. Eles notaram um aumento significativo, com a bac43 subindo de 8% das amostras para 91% até o final de 2021. Os tipos genéticos específicos (MLSTs) associados à bac43 também mudaram ao longo do tempo, com certos tipos se tornando mais comuns.

Em contraste, a presença da enterocina A funcional não mostrou uma tendência tão clara. Ela apareceu principalmente nos primeiros anos do estudo, sem uma ligação forte com tipos genéticos específicos.

#Comparando Diferentes Fontes de Amostras

Os pesquisadores compararam com que frequência encontraram enterocina A funcional em swabs retais e amostras de sangue. Eles encontraram mais enterocina A nas amostras de sangue em comparação com swabs retais. Por outro lado, a bac43 foi mais comum em swabs retais. No entanto, ao limitar a análise a isolados resistentes à vancomicina, não houve diferenças significativas entre os dois tipos de amostras em relação à presença de bacteriocinas.

#Conclusão

Os enterococos, especialmente E. faecium, podem ser encontrados no intestino de várias espécies hospedeiras e competem com muitos outros tipos de bactérias nesse espaço. Acredita-se que as bacteriocinas sejam ferramentas eficazes para essa competição, mas pouco se sabe sobre seu papel em situações clínicas.

Neste estudo, os pesquisadores focaram na bac43, que foi encontrada como a bacteriocina mais comum e funcional em isolados clínicos de E. faecium. Ao longo de um período de seis anos, a presença de bac43 aumentou significativamente no ambiente hospitalar.

Embora a bac43 seja conhecida há décadas, sua crescente prevalência nos últimos anos sugere que pode ter um papel crucial em como E. faecium se espalha e se estabelece no intestino. No entanto, mais pesquisas são necessárias para entender como a bac43 funciona e se realmente ajuda E. faecium a tomar conta em ambientes clínicos. O estudo também trouxe insights sobre o gene da enterocina A, revelando que muitas cepas não eram funcionais, enquanto algumas mostraram sinais de atividade.

Essa pesquisa oferece uma análise detalhada das bacteriocinas em enterococos e destaca a necessidade de mais estudos sobre seu impacto na transmissão de bactérias resistentes em ambientes de saúde.