Entendendo a Meningite Neonatal Causada por E. coli
Pesquisas mostram a complexidade genética do E. coli na meningite neonatal.
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Índice
- Causas da Meningite Neonatal
- Diversidade Genética da E. coli
- Foco da Pesquisa
- Estabelecendo uma Coleção de Cepas de E. coli
- Principais Grupos Genéticos de E. coli
- Entendendo a Resistência a Antibióticos
- Fatores de Virulência
- Cepas de E. coli e Suas Cápsulas
- Infecções Recorrentes
- Investigando a Saúde Intestinal
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
A meningite neonatal (MN) é uma doença séria que atinge recém-nascidos e pode causar altas taxas de mortalidade e problemas de saúde duradouros. Essa doença é especialmente perigosa, com 10-15% dos bebês afetados não sobrevivendo. Para quem sobrevive, muitos enfrentam diversos problemas neurológicos, como perda auditiva e dificuldades com movimento ou desenvolvimento, afetando de 30-50% dos casos. O risco de MN é maior em países de baixa renda, onde a ocorrência é de cerca de 0,1 a 6,1 casos para cada 1.000 nascimentos vivos.
Causas da Meningite Neonatal
Duas bactérias comuns causam a maioria dos casos de MN: Escherichia coli (E. Coli) e Streptococcus do grupo B (GBS). A E. coli é a segunda causa mais comum em bebês a termo e a principal em bebês prematuros. Juntas, essas bactérias representam cerca de 60% de todos os casos de MN, com um caso de E. coli para cada dois casos de GBS. Em alguns países, a ocorrência de MN causada por GBS diminuiu devido ao uso de antibióticos durante o parto, mas as taxas de MN causada por E. coli não mudaram.
Diversidade Genética da E. coli
As cepas de E. coli que causam MN podem ser classificadas com base em sua composição genética e estruturas de superfície. Pesquisas na França mostraram que cerca de 25% das cepas de E. coli pertencem a um grupo genético específico conhecido como complexo clonal ST95. No entanto, ainda falta um entendimento global de como diferentes cepas de E. coli causam MN. A maioria das cepas que causam MN pertence a um pequeno número de tipos, com algumas cepas específicas respondendo por mais de 70% dos casos. A maior parte dessas cepas expressa um tipo específico de cápsula conhecida como cápsula K1, composta por um composto de açúcar particular.
Embora a cápsula K1 seja reconhecida, outros fatores que contribuem para a capacidade da E. coli de causar doenças são menos compreendidos. Alguns estudos destacam o papel de certas proteínas e toxinas em ajudar a E. coli a romper barreiras protetoras no corpo e causar infecções.
Foco da Pesquisa
Apesar dos riscos significativos à saúde associados à E. coli, houve uma pesquisa limitada sobre sua estrutura genética. A maioria dos estudos analisou apenas cepas únicas. Para entender melhor essa questão, pesquisas recentes examinaram um grupo de 58 cepas de E. coli obtidas de vários locais ao longo de 46 anos. Essa pesquisa visou explorar o conteúdo genético, Resistência a Antibióticos e diversidade geral entre essas cepas.
Além da análise genética, a pesquisa também forneceu informações genéticas completas para 18 cepas. Isso aumentou muito o número de genomas de E. coli disponíveis para estudos futuros. Curiosamente, três bebês envolvidos na pesquisa tiveram infecções repetidas da mesma cepa de E. coli. Foi constatado que essas crianças apresentavam perturbações significativas em suas bactérias intestinais, indicando que a presença de E. coli no intestino pode levar a infecções repetidas.
Estabelecendo uma Coleção de Cepas de E. coli
Os cientistas reuniram uma coleção de 52 cepas de E. coli de várias fontes, principalmente do sangue ou líquido espinhal de recém-nascidos diagnosticados com MN. Essa coleção foi ainda aprimorada com a inclusão de genomas totalmente sequenciados disponíveis em bancos de dados online. O grupo final de 58 cepas veio de uma mistura de países, com os números mais significativos vindos da Finlândia, Suécia e Austrália.
Principais Grupos Genéticos de E. coli
Ao analisar os dados genéticos, os pesquisadores identificaram que os dois principais tipos de E. coli ligados à MN são ST95 e ST1193. A maioria das cepas pertence a um grupo conhecido como filogrupo B2. Estudos mostraram que essas cepas estão presentes em uma variedade de tipos genéticos, embora muitas tenham apenas representantes únicos no estudo. As cepas ST95 estavam espalhadas por todo o período de estudo, enquanto as cepas ST1193 foram identificadas mais recentemente.
Entendendo a Resistência a Antibióticos
Os testes de resistência a antibióticos revelaram que os níveis gerais de resistência nas cepas de E. coli estudadas eram relativamente baixos. No entanto, as cepas ST1193 mostraram mutações específicas que as tornaram resistentes a certos antibióticos, especialmente fluoroquinolonas. Em alguns casos, cepas do Camboja apresentaram resistência maior, indicando diferenças regionais na eficácia dos antibióticos.
Fatores de Virulência
Uma análise mais detalhada das informações genéticas revelou uma gama de fatores que contribuem para como a E. coli causa doenças. Muitas das cepas continham genes relacionados à captação de ferro, que ajuda as bactérias a prosperar no corpo. Vários tipos de estruturas chamadas fimbrias, que ajudam a E. coli a aderir às células, estavam presentes em diferentes números entre as cepas.
A pesquisa identificou várias toxinas produzidas pela E. coli, que podem contribuir para sua capacidade de causar doenças. Alguns fatores foram encontrados como muito comuns entre as cepas, enquanto outros eram específicos de grupos genéticos particulares. A presença de certos genes estava ligada a uma maior capacidade de causar doenças, apontando para diferenças significativas em como essas cepas podem se comportar.
Cepas de E. coli e Suas Cápsulas
O tipo de cápsula nas cepas de E. coli foi determinado, com a K1 sendo o tipo mais comum presente. Essa descoberta destaca a importância da cápsula K1 na MN. Outros tipos de cápsula foram observados, mas eram muito menos comuns.
Infecções Recorrentes
Uma descoberta importante da pesquisa foi que alguns bebês experimentaram infecções invasivas repetidas, mesmo após receberem antibióticos adequados. Isso sugere que pode haver um reservatório persistente da cepa de E. coli dentro de seus corpos que permite a reinfecção. Em um caso, a mesma cepa foi encontrada em uma amostra de fezes durante uma visita de acompanhamento, mostrando uma conexão entre a colonização intestinal e infecções repetidas.
Investigando a Saúde Intestinal
Os pesquisadores também examinaram as bactérias intestinais dos pacientes com infecções recorrentes. Os resultados mostraram que a microbiota intestinal não era diversa e era dominada por poucos tipos bacterianos. Essa falta de diversidade poderia estar ligada a tratamentos anteriores com antibióticos que reduziram a saúde geral das bactérias intestinais.
Conclusão
A pesquisa destaca a complexidade da meningite neonatal causada pela E. coli e a necessidade de um maior entendimento de seu comportamento e genética. Com um maior foco em cepas geneticamente diversas, os cientistas esperam descobrir as razões para a persistência da doença e falhas no tratamento. Entender como essas bactérias colonizam o intestino e possivelmente levam a infecções repetidas será essencial para desenvolver novas estratégias de prevenção e tratamento. À medida que essa condição continua a representar desafios para a saúde dos recém-nascidos, estudos mais amplos serão necessários para informar práticas clínicas futuras e melhorar os resultados para os bebês afetados.
Título: High-risk Escherichia coli clones that cause neonatal meningitis and association with recrudescent infection
Resumo: Neonatal meningitis is a devastating disease associated with high mortality and neurological sequelae. Escherichia coli is the second most common cause of neonatal meningitis in full-term infants (herein NMEC) and the most common cause of meningitis in preterm neonates. Here we investigated the genomic relatedness of a collection of 58 NMEC isolates spanning 1974-2020 and isolated from seven different geographic regions. We show NMEC are comprised of diverse sequence types (STs), with ST95 (34.5%) and ST1193 (15.5%) the most common. No single virulence factor was conserved in all isolates; however, genes encoding fimbrial adhesins, iron acquisition systems, the K1 capsule, and O antigen types O18, O75 and O2 were most prevalent. Antibiotic resistance genes occurred infrequently in our collection. We also monitored the infection dynamics in three patients that suffered recrudescent invasive infection caused by the original infecting isolate despite appropriate antibiotic treatment based on antibiogram profile and resistance genotype. These patients exhibited severe gut dysbiosis. In one patient, the causative NMEC isolate was also detected in the fecal flora at the time of the second infection episode and after treatment. Thus, although antibiotics are the standard of care for NMEC treatment, our data suggests that failure to eliminate the causative NMEC that resides intestinally can lead to the existence of a refractory reservoir that may seed recrudescent infection.
Autores: Mark A Schembri, N. T. K. Nhu, M.-D. Phan, S. J. Hancock, K. M. Peters, L. Alvarez-Fraga, B. M. Forde, S. B. Andersen, T. Miliya, P. N. Harris, S. A. Beatson, S. Schlebusch, H. Bergh, P. Turner, A. Brauner, B. Westerlund-Wikstrom, A. D. Irwin
Última atualização: 2024-01-09 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.10.05.23296362
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.10.05.23296362.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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