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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.60.2023.tde-01092023-145754
Documento
Autor
Nome completo
Giovana do Nascimento Pereira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2023
Orientador
Banca examinadora
Falcão, Juliana Pfrimer (Presidente)
Pinto, Uelinton Manoel
Sant'Ana, Anderson de Souza
Título em português
Caracterização molecular e fenotípica de linhagens de Salmonella 1,4, [5],12:i:- isoladas predominantemente no Estado de São Paulo entre 1983 e 2020
Palavras-chave em português
Diversidade genotípica
Potencial patogênico
Resistência a antimicrobianos
Salmonella monofásica
Resumo em português
A salmonelose é uma das principais doenças diarreiogênicas transmitidas por alimentos contaminados. Salmonella 1,4,[5],12:i:-, uma variante monofásica de Salmonella Typhimurium tem sido associada a casos de gastroenterite em humanos e animais em diferentes países. No Brasil, S. 1,4,[5],12:i:- foi identificada como uma das principais sorovariedades isoladas no Estado de São Paulo. Entretanto, há poucos estudos que analisaram o potencial patogênico, o perfil de resistência a antimicrobianos e a diversidade genotípica de tal variante no país. Assim, este trabalho teve como objetivo caracterizar molecularmente e fenotipicamente linhagens de S. 1,4, [5],12:i:- isoladas predominantemente no Estado de São Paulo, Brasil. Para isso, foram analisadas 113 linhagens de S. 1,4, [5],12:i:- isoladas de humanos (n=99), animais (n=7), alimentos (n=5) e ambiente (n=2) no período de 1983 a 2020. A frequência de 11 genes de virulência foi pesquisada por PCR e o teste de susceptibilidade frente a 13 antimicrobianos foi realizado por disco difusão para todas as linhagens. Em linhagens fenotipicamente resistentes às fluoroquinolonas foram pesquisados genes de resistência plasmidiais e mutações em regiões determinantes de resistência as quinolonas. A tipagem molecular foi realizada por PFGE e ERIC-PCR para todas as linhagens. Além disso, 40 linhagens isoladas de humanos (n=26) e de fonte não humana (n=14) foram tipadas por MLST e caracterizadas fenotipicamente quanto à sobrevivência ao stress ácido e oxidativo. A análise de virulência em Galleria mellonella foi realizada para 20 linhagens selecionadas e os resultados obtidos dos ensaios de sobrevivência em condições de stress, assim como os de virulência em G. mellonella foram comparados com dados de linhagens de S. Typhimurium isoladas no país. Todos os genes associados à virulência analisados foram detectados em mais de 91% das linhagens estudadas, sendo os de maior ocorrência invA (100%), flgK (99,11%), sipD e sopB (98,23%). Das 113 linhagens estudadas, 54,87% foram resistentes a pelo menos um dos antimicrobianos testados. As maiores taxas de resistência observadas foram frente à ampicilina (51,33%), ácido nalidíxico (39,82%) e tetraciclina (38,05%). Ademais, 39 (34,51%) linhagens apresentaram um perfil Multidroga Resistente (MDR). As nove linhagens resistentes as fluoroquinolonas apresentaram mutação no gene gyrA e a presença do gene qnrB. O dendrograma de similaridade genética do PFGE agrupou as linhagens em quatro clusters denominados PFGE-A a PFGE-D. O cluster que agrupou o maior número de linhagens foi o PFGE-A, onde foram alocadas 86 (76,1%) linhagens isoladas de humanos, alimentos, animais e ambiente entre 1983 e 2020 com ≥79,5% de similaridade genética. O dendrograma de similaridade genética do ERIC-PCR agrupou as linhagens em dois clusters nomeados ERIC-A e ERIC-B. O principal cluster foi o ERIC-A que agrupou 104 (92%) linhagens isoladas de humanos, animais, alimentos e ambiente com ≥80,1% de similaridade genética entre si. Todas as 40 linhagens isoladas de humanos e de fonte não humana tipadas por MLST foram pertencentes ao ST19 e sobreviveram ao stress ácido após 10 minutos e 1 hora de exposição. No stress oxidativo, todas as 40 linhagens sobreviveram após 10 minutos e 36 sobreviveram após 1 hora de exposição. Adicionalmente, na análise de virulência em G. mellonella, nove linhagens isoladas de fonte não humana e seis linhagens isoladas de humanos demonstraram perfis de alta virulência a virulência intermediária. Em conclusão, o potencial patogênico das linhagens estudadas foi evidenciado pela alta frequência de todos os genes associados à virulência pesquisados. Linhagens MDR foram detectadas e são preocupantes e alertam para a importância de um monitoramento constante da resistência. Os resultados do PFGE e ERIC-PCR sugeriram que a maioria das linhagens estudadas pertencem a um cluster prevalente ao longo de décadas no Estado de São Paulo e a circulação dessa sorovariedade entre fontes clínicas e não clínicas. Todas as linhagens estudadas descendem de um precursor comum pertencente ao ST19, sugerindo uma relação filogenética mais próxima a S. Typhimurium do que linhagens de Salmonella monofásica do ST34 isoladas em outros países. As linhagens de S.1,4, [5],12:i:- isoladas de humanos e de fonte não humana sobreviveram com sucesso em condições desfavoráveis presentes no trato gastrointestinal dos hospedeiros e apresentaram taxa de sobrevivência semelhante a S. Typhimurium. Finalmente, linhagens isoladas de fontes não humanas apresentaram maior proporção de isolados com perfil de virulência alto a intermediária em G. mellonella comparado a isolados de humanos, diferindo dos resultados encontrados em S. Typhimurium e sugerindo uma possível diferença entre essas sorovariedades geneticamente relacionadas.
Título em inglês
Molecular and phenotypic characterization of Salmonella 1,4, [5],12:i:- strains predominantly isolated in the State of São Paulo between 1983 and 2020
Palavras-chave em inglês
Antimicrobial resistance
Genotypic diversity
Monophasic Salmonella
Pathogenic potential
Resumo em inglês
Salmonellosis is one of the main diarrheagenic diseases transmitted by contaminated food. Salmonella 1,4, [5],12:i:-, a monophasic variant of Salmonella Typhimurium has been associated with gastroenteritis cases in humans and animals in different countries. In Brazil, S. 1,4,[5],12:i:- was identified as one of the most prevalent serovars isolated in the State of São Paulo. However, there are few studies that analyzed the pathogenic potential, the antimicrobial resistance profile and the genotypic diversity of this variant in this country. Therefore, this study aimed to characterize molecularly and phenotypically S. 1,4, [5],12:i:- strains predominantly isolated in the State of São Paulo, Brazil. For this, 113 S. 1,4, [5],12:i:- strains isolated from humans (n=99), animals (n=7), food (n=5) and the environment (n= 2) from 1983 to 2020 were analyzed. The frequency of 11 virulence genes was investigated by PCR and the susceptibility testing against 13 antimicrobials was performed by the disk diffusion method for all strains. In phenotypically fluoroquinolone resistant strains, plasmidial resistance genes and mutations in quinolone resistance-determining regions were searched. Molecular typing was performed by PFGE and ERIC-PCR for all strains. In addition, 40 strains isolated from humans (n=26) and non-human sources (n=14) were MLST typed and phenotypically characterized for survival to acid and oxidative stress. The virulence analysis in Galleria mellonella was performed for 20 selected strains and the results obtained from the survival assays under stress conditions, as well as those of virulence in G. mellonella were compared to data of S. Typhimurium strains isolated in this country. All virulence genes searched were detected in more than 91% of the strains studied, being the most frequent ones invA (100%), flgK (99,11%), and sipD and sopB (98,23%). Of the total of 113 strains studied, 54.87% strains were resistant to at least one tested antimicrobial. The highest resistance rates found were against ampicillin (51.33%), nalidixic acid (39.82%) and tetracycline (38.05%). Moreover, 39 (34.51%) strains were classified as Multi Drug Resistant (MDR). The nine fluoroquinolones resistant strains showed the gyrA mutation and the qnrB gene presence. The PFGE dendrogram allocated the strains in four clusters named PFGE-A to PFGE-D. The cluster that grouped the highest number of strains was PFGE-A, where 86 (76.1%) strains isolated from humans, food, animals, and the environment from 1983 to 2020 were allocated with ≥79.5% of genetic similarity. The ERIC-PCR dendrogram allocated the strains in two clusters named ERIC-A and ERIC-B. The main cluster was ERIC-A which grouped 104 (92%) strains isolated from humans, animal, food and the environmental with ≥80.1% of genetic similarity. All 40 strains isolated from humans and non-human sources were typed as ST19 by MLST and survived to acid stress after 10 minutes and 1 hour of exposure. In oxidative stress, all 40 strains survived after 10 minutes and 36 survived after 1 hour of exposure. Additionally, in the virulence analysis in G. mellonella, nine isolates from non-human sources and six strains isolated from humans showed high virulence to intermediate virulence profiles. In conclusion, the pathogenic potential of the strains studied was corroborated by the high frequency of all virulence related genes searched. MDR strains were detected and are worrying being an alert for the importance of constant monitoring of resistance. The PFGE and ERIC-PCR results suggested that most of the strains studied belong to a prevalent cluster over decades in the State of São Paulo and the circulation of this serovar between clinical and non-clinical sources. All strains studied descend from a common precursor belonging to ST19, suggesting a closer phylogenetic relationship to S. Typhimurium than with monophasic Salmonella ST34 strains isolated in other countries. The S. 1,4, [5],12:i:- strains isolated from humans and non-human sources successfully survived to the unfavorable conditions found in the human gastrointestinal tract and presented a survival rate similar to S. Typhimurium. Finally, strains isolated from non-human sources showed a higher proportion of isolates with a high to intermediate virulence profile in G. mellonella compared to human isolates, differing from the results found for S. Typhimurium and suggesting a possible difference between these genetically related serovars.
 
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Data de Liberação
2025-04-25
Data de Publicação
2023-09-19
 
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