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Nova ferramenta visa combater a febre tifoide

Typhi Mykrobe facilita a identificação de cepas de tifo resistentes a antibióticos.

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A febre tifoide é uma doença séria causada por uma bactéria chamada Salmonella enterica serovar Typhi. Essa doença afeta principalmente pessoas no Sul da Ásia, resultando em mais de 10 milhões de casos ao redor do mundo todo ano e cerca de 100 mil mortes. O risco de desenvolver problemas de saúde graves aumenta quando os pacientes não recebem tratamento eficaz com antibióticos.

Tratamento Antibiótico Atual

A Organização Mundial da Saúde sugere usar ciprofloxacino para tratar a febre tifoide, a menos que as bactérias em uma área específica sejam conhecidas por serem resistentes a ele. Se for o caso, eles recomendam azitromicina para casos leves e ceftriaxona para casos graves. Infelizmente, muitas cepas de Typhi desenvolveram Resistência a Antibióticos comumente usados, tornando o tratamento difícil.

Em alguns lugares como o Paquistão, foram relatadas cepas extremamente resistentes (XDR) de Typhi. Essas cepas resistem a múltiplos antibióticos, deixando apenas opções de tratamento limitadas, como azitromicina oral ou carbapenêmicos intravenosos. Casos de Typhi XDR sem vínculos de viagem também foram encontrados em países como os EUA e a China.

A Necessidade de Rastrear Cepas Resistentes

É importante acompanhar como as cepas de Typhi resistentes a antibióticos se espalham para que as medidas de saúde pública possam ser informadas. Isso inclui usar vacinas contra a febre tifoide, gerenciar surtos e orientar recomendações de tratamento, especialmente para quem viaja para áreas não endêmicas.

Os fatores genéticos que causam resistência a antibióticos em Typhi são bem conhecidos. Eles podem vir de mutações genéticas específicas ou de genes carregados em plasmídeos, que são pequenas moléculas de DNA que podem ser transferidas entre bactérias. O rastreamento dessas mutações e resistências foi aprimorado por meio de novas técnicas como sequenciamento de genoma completo (WGS).

Introdução ao GenoTyphi

O GenoTyphi é uma estrutura que ajuda a identificar e categorizar diferentes cepas da bactéria Typhi. Ele organiza o Typhi em uma hierarquia que consiste em linhagens principais, clades e subclades com base em marcadores genéticos específicos, que são pequenas mudanças na sequência de DNA.

A estrutura do GenoTyphi foi estabelecida a partir de um grande número de amostras de WGS. Ela inclui uma ampla variedade de genótipos, permitindo melhor identificação de cepas ligadas à resistência a medicamentos e surtos.

Esse sistema é gerenciado pelo Global Typhoid Genomics Consortium, que tem como objetivo manter e desenvolver o esquema GenoTyphi para uso futuro.

As Limitações dos Métodos Atuais

Os métodos atuais de Genotipagem do Typhi muitas vezes exigem mapeamento de sequências de DNA para um genoma de referência, o que pode ser demorado e complicado. Muitos pesquisadores enfrentam desafios como grandes conjuntos de dados e problemas de compatibilidade de software. Além disso, alguns desses métodos se concentram apenas na detecção de mutações sem fornecer informações sobre o perfil completo de resistência.

Typhi Mykrobe: Uma Nova Abordagem

O Typhi Mykrobe é uma nova ferramenta desenvolvida para simplificar o processo de genotipagem do Typhi. Diferente dos métodos anteriores, ele aceita sequências de DNA brutas e fornece resultados muito mais rápido, geralmente em menos de um minuto.

O Typhi Mykrobe tem várias características principais:

  • Ele pode atribuir linhagens do GenoTyphi.
  • Detecta uma variedade de marcadores genéticos associados à resistência a antibióticos (AMR).
  • Pode identificar plasmídeos, que podem carregar genes de resistência a antibióticos.

Validação do Typhi Mykrobe

Para confirmar a eficácia do Typhi Mykrobe, os pesquisadores compararam seus resultados com métodos tradicionais que dependem de mapeamento e montagem de genomas. Eles usaram quase 13.000 amostras sequenciadas com Illumina, uma tecnologia comum de sequenciamento. Os resultados mostraram que o Typhi Mykrobe alcançou mais de 99% de concordância com os padrões atuais tanto para atribuição de linhagens quanto para detecção de AMR.

Nos casos em que os resultados diferiram, as descobertas do Typhi Mykrobe foram frequentemente melhor suportadas pelos dados de sequenciamento bruto. Ele também mostrou 99,9% de concordância na detecção de genes de AMR em comparação com outro método baseado em montagem.

A ferramenta também foi testada usando métodos de sequenciamento tanto da Illumina quanto da Oxford Nanopore Technologies (ONT), com resultados fortes em ambas as plataformas.

Características do Typhi Mykrobe

Genotipagem Rápida e Direta

O Typhi Mykrobe oferece genotipagem rápida e precisa diretamente dos dados brutos de WGS, beneficiando significativamente os pesquisadores e autoridades de saúde pública.

Detecção de Marcadores de Resistência

Ele detecta com sucesso características genéticas ligadas à resistência a antibióticos. Essa capacidade permite que os profissionais de saúde prevejam resistência e ajustem os planos de tratamento, se necessário.

Identificação de Plasmídeos

O Typhi Mykrobe pode identificar plasmídeos que podem contribuir para a resistência, proporcionando uma melhor compreensão de como a resistência a antibióticos se espalha entre diferentes cepas.

A Importância da Genotipagem em Saúde Pública

Com o aumento da resistência a antibióticos do Typhi, há uma necessidade urgente de identificação precisa das cepas. A genotipagem rápida pode ajudar no gerenciamento de surtos, desenvolvimento de diretrizes de tratamento e garantir a segurança da saúde pública.

As informações coletadas por meio do Typhi Mykrobe podem facilitar os esforços de vacinação e melhorar a resposta a surtos. Também pode guiar o desenvolvimento de novas terapias contra cepas resistentes.

Direções Futuras

Ao continuar aprimorando as capacidades do Typhi Mykrobe, há uma oportunidade para que ele se adapte a novos marcadores de resistência emergentes e forneça detalhes mais finos sobre a estrutura genética das populações de Typhi.

A ferramenta pode ser regularmente atualizada para incluir novos alvos genéticos à medida que são identificados, garantindo que permaneça um recurso valioso para pesquisadores e autoridades de saúde pública.

Conclusão

O Typhi Mykrobe marca um avanço significativo na luta contra a febre tifoide. Com sua capacidade de genotipar rapidamente cepas bacterianas e detectar marcadores de resistência, ele traz uma grande promessa para melhorar as respostas de saúde pública a essa doença séria. À medida que a resistência a antibióticos continua a aumentar, ferramentas como o Typhi Mykrobe serão fundamentais para um monitoramento e gerenciamento eficaz da febre tifoide em todo o mundo.

Fonte original

Título: Typhi Mykrobe: fast and accurate lineage identification and antimicrobial resistance genotyping directly from sequence reads for the typhoid fever agent Salmonella Typhi

Resumo: BackgroundTyphoid fever results from systemic infection with Salmonella enterica serovar Typhi (Typhi) and causes 10 million illnesses annually. Disease control relies on prevention (water, sanitation, and hygiene interventions or vaccination) and effective antimicrobial treatment. Antimicrobial resistant (AMR) Typhi lineages have emerged and become established in many parts of the world. Knowledge of local pathogen populations informed by genomic surveillance, including of lineages (defined by the GenoTyphi scheme) and AMR determinants, is increasingly used to inform local treatment guidelines and to inform vaccination strategy. Current tools for genotyping Typhi require multiple read alignment or assembly steps and have not been validated for analysis of data generated with Oxford Nanopore Technologies (ONT) long-read sequencing devices. Here, we introduce Typhi Mykrobe, a command line software tool for rapid genotyping of Typhi lineages, AMR determinants, and plasmid replicons direct from sequencing reads.

Autores: Danielle J. Ingle, Jane Hawkey, Martin Hunt, Zamin Iqbal, Jacqueline A. Keane, Ayorinde O. Afolayan, Niyaz Ahmed, Saadia Andleeb, Philip M. Ashton, Isaac I. Bogoch, Megan E. Carey, Marie Anne Chattaway, John A. Crump, Paula Diaz Guevara, Benjamin P. Howden, Hidemasa Izumiya, Jobin John Jacob, Louise M. Judd, Arti Kapil, Karen H. Keddy, Justin Y. Kim, Myron M. Levine, Masatomo Morita, Satheesh Nair, Sophie Octavia, Iruka N. Okeke, Precious E. Osadebamwen, Sadia Isfat Ara Rahman, Assaf Rokney, David A. Rasko, Varun Shamanna, Michael J. Sikorski, Anthony M. Smith, Gabriel T. Sunmonu, Kaitlin A. Tagg, Ryan R. Wick, Zoe A. Dyson, Kathryn E. Holt

Última atualização: 2024-09-30 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.30.613582

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.30.613582.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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