Fagos do Streptococcus do Grupo B: Um Estudo na Argentina
Pesquisas mostram prophages únicos em GBS da Argentina e suas ligações com infecções.
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Índice
O Estreptococo do grupo B (GBS) é um tipo de bactéria que geralmente vive no intestino e nas áreas genitais humanas sem causar problemas. Mas pode trazer sérios problemas de saúde, principalmente em recém-nascidos, como sepse, meningite e pneumonia. Recentemente, o GBS também causou infecções invasivas em idosos e em pessoas com problemas de saúde.
Um aspecto interessante do GBS é que ele pode carregar certos elementos Genéticos chamados Profagos. Esses são pedaços de DNA que vêm de vírus que infectam bactérias e podem ser passados entre elas. Os profagos podem ajudar as bactérias a ficarem mais fortes e perigosas. Alguns estudos sugerem que as cepas de GBS que causam doenças tendem a carregar mais desses profagos comparadas às cepas não prejudiciais.
A primeira descoberta dos profagos de GBS veio de vacas em 1969. Pesquisas recentes sobre GBS humano mostraram que alguns profagos podem estar ligados a cepas de GBS prejudiciais específicas na Europa. No entanto, pouco se sabe sobre os profagos de GBS em outras regiões, especialmente na América do Sul.
Este estudo foca no GBS na Argentina e busca entender os tipos e papéis dos profagos presentes nessas bactérias, melhorando os métodos existentes usados para detecção e classificação.
Coleta de Amostras Bacterianas
Os pesquisadores coletaram 450 amostras de GBS de mulheres grávidas e pacientes com infecções em vários hospitais da Argentina entre 2014 e 2015. Todas as amostras foram previamente examinadas quanto à resistência a Antibióticos e identificadas por suas características.
Sequenciamento de DNA
Os pesquisadores extraíram DNA das amostras de GBS coletadas e usaram tecnologia avançada para sequenciá-lo. Verificações de qualidade foram feitas nas sequências de DNA para garantir que eram precisas, e um software específico foi usado para avaliar as diferentes cepas de GBS.
Detecção de Profagos
Para identificar os profagos nas amostras de GBS, os pesquisadores usaram uma combinação de métodos existentes e verificações manuais. Inicialmente, usaram ferramentas para encontrar e classificar os profagos com base em sua composição genética. Também pesquisaram o DNA montado em busca de sequências específicas que indicassem a presença de profagos. Qualquer profago que não pôde ser categorizado inicialmente foi designado a um grupo com base em suas semelhanças genéticas com outros profagos conhecidos.
Melhorando os Métodos de Detecção
Para obter resultados mais precisos, os pesquisadores trabalharam na melhoria dos métodos de detecção existentes. Criaram um banco de dados de genes específicos para diferentes grupos de profagos e usaram isso para identificar melhor os profagos nos genomas do GBS. Esse novo método reduziu erros ao determinar quais profagos estavam presentes.
Caracterização de Profagos
Após identificar os profagos, os pesquisadores procuraram genes específicos relacionados à capacidade de causar doenças e resistência a antibióticos. Selecionaram alguns profagos para uma análise mais aprofundada para entender sua estrutura e como funcionam. A equipe estudou as relações entre diferentes tipos de profagos e os comparou com profagos de outras bactérias relacionadas.
Principais Descobertas
Os pesquisadores descobriram que os tipos mais comuns de profagos nas amostras de GBS da Argentina eram os tipos A, E1, E2 e F1. Notaram ligações significativas entre certos tipos de profagos e cepas específicas de GBS. Por exemplo, o tipo A era frequentemente visto em certas cepas de GBS ligadas a infecções invasivas.
Uma análise detalhada mostrou que os diferentes profagos apresentavam uma variedade de características, e muitos deles compartilhavam semelhanças com profagos de outras bactérias, indicando um potencial para compartilhamento de genes. Os resultados sugeriram que, enquanto alguns profagos têm características únicas, há fortes ligações entre certos grupos, mostrando que eles podem ter evoluído juntos.
Contexto Global dos Profagos
Os profagos identificados no GBS da Argentina parecem ser parte de uma rede maior, compartilhando características genéticas com outras bactérias estreptocócicas, indicando que esses elementos genéticos não são exclusivos de um tipo de bactéria. Isso aponta para uma história de compartilhamento de genes e evolução entre diferentes espécies bacterianas.
Os pesquisadores também revelaram que muitos dos genes encontrados nesses profagos poderiam ajudar as bactérias a suportarem ambientes difíceis, o que pode estar relacionado à sua capacidade de causar doenças.
Implicações para Entender o GBS
As descobertas enfatizam que a presença de profagos no GBS pode contribuir para a capacidade da bactéria de evoluir e se adaptar. Essa adaptabilidade poderia ajudar o GBS a causar infecções em populações vulneráveis, como recém-nascidos e indivíduos com condições de saúde pré-existentes.
O estudo traz à tona a importância de entender como esses profagos funcionam, especialmente diante do aumento da resistência a antibióticos. Sugere que mais pesquisas são necessárias para explorar como esses profagos podem estar ligados a bactérias que causam infecções e como podem influenciar o comportamento dessas bactérias.
Limitações do Estudo
Enquanto o estudo forneceu insights valiosos, há certas limitações. Os pesquisadores se basearam em sequências de DNA que podem ter erros potenciais. Alguns profagos identificados podem ainda ser teóricos devido à natureza do processo de sequenciamento. Estudos adicionais com métodos diferentes poderiam oferecer uma imagem mais clara dos profagos de GBS.
Conclusão
Esta pesquisa apresenta uma nova maneira de investigar a diversidade de profagos no GBS da Argentina. As descobertas mostram uma variedade de tipos de profagos, suas associações com cepas específicas de GBS e uma potencial vantagem evolutiva que esses elementos genéticos proporcionam às bactérias.
Os resultados reforçam a ideia de que estudar profagos é crucial para entender o GBS e seu impacto na saúde, especialmente à medida que a resistência a antibióticos se torna uma preocupação global. Pesquisas continuadas sobre bacteriófagos e suas interações com bactérias podem levar a novas estratégias de tratamento contra infecções bacterianas.
Ao aprimorar nossa compreensão do GBS e seus profagos, este estudo abre portas para investigações futuras que podem resultar em melhores estratégias para gerenciar infecções por GBS, especialmente em populações vulneráveis.
Título: Revisiting typing systems for group B Streptococcus (GBS) prophages: an application in prophage detection and classification in GBS isolates from Argentina
Resumo: Group B Streptococcus (GBS) causes severe infections in neonates and adults with comorbidities. Prophages have been reported to contribute to GBS evolution and pathogenicity. However, no studies are available to date on the presence and diversity of prophages in GBS isolates from humans in South America. This study provides insights into the prophage content of 365 GBS isolates collected from clinical samples in the context of an Argentinean multicentric study. Using whole genome sequence data, we implemented two previously proposed methods for prophage typing: a PCR approach (carried out in silico) coupled with a blastx-based method to classify prophages based on their prophage group and integrase type, respectively. We manually searched the genomes and identified 325 prophages. However, only 80% of prophages could be accurately categorised with the previous approaches. Integration of phylogenetic analysis, prophage group and integrase type allowed for all to be classified into 19 prophage types, which correlated with GBS clonal complex grouping. The revised prophage typing approach was additionally improved by using a blastn search after enriching the database with 10 new genes for prophage group classification combined with the existing integrase typing method. This modified and integrated typing system was applied to the analysis of 615 GBS genomes (365 GBS from Argentina and 250 from public databases), which revealed 29 prophage types, including 2 novel integrase subtypes. Their characterization and comparative analysis revealed major differences in the lysogeny and replication modules. Genes related to bacterial fitness, virulence or adaptation to stressful environments were detected in all prophage types. Considering prophage prevalence, distribution and their association with bacterial virulence, it is important to study their role in GBS epidemiology. In this context, we propose the use of an improved and integrated prophage typing system suitable for rapid phage detection and classification with little computational processing. Author summaryBacteriophages, which are viruses that infect bacteria, exert a profound influence on microbial evolution when integrated into the bacterial genome, a state in which they are called prophages. It has been proposed that prophage acquisition played a role in the emergence of Streptococcus agalactiae (GBS) as a human pathogen in European countries. Further study and characterization of prophages of GBS from around the world would provide valuable insights into the mechanisms underlying GBS adaptation, evolution and epidemiology. Unfortunately, existing tools for prophage screening exhibit limitations in the detection and classification of all prophages present in GBS genomes. To address this issue, in this work we propose a new prophage typing system that allows the detection and classification of GBS prophages based on both their phylogenetic lineage and integration site within the bacterial genome. Using this methodology we were able to identify 29 prophage types in 615 GBS isolated globally. We further characterised these prophages and found that they carried genes that could give an evolutionary advantage to their host and that different lineages of GBS carried different prophage types. Comprehensive exploration and characterization of prophages represent an indispensable endeavour, providing critical insights into microbial evolution, epidemiology, and potential therapeutic interventions.
Autores: Laura Bonofiglio, V. Kovacec, S. Di Gregorio, M. Pajon, C. Crestani, T. Poklepovich, J. Campos, U. Basit Khan, S. D. Bentley, D. Jamrozy, M. Mollerach
Última atualização: 2024-05-10 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.08.593127
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.08.593127.full.pdf
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