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Jun 29, 2023

Perfil genômico e transcriptômico de colônias de fênix

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 13726 (2022) Citar este artigo 694 Acessos 1 Citações 4 Detalhes de métricas altmétricas Pseudomonas aeruginosa é uma bactéria Gram-negativa responsável por

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 13726 (2022) Citar este artigo

694 Acessos

1 Citações

4 Altmétrico

Detalhes das métricas

Pseudomonas aeruginosa é uma bactéria Gram-negativa responsável por inúmeras infecções humanas. Anteriormente, novas variantes tolerantes a antibióticos conhecidas como colônias de fênix, bem como variantes semelhantes a colônias viáveis, mas não cultiváveis ​​(VBNC), foram identificadas em resposta a altas concentrações de aminoglicosídeos. Neste estudo, os mecanismos por trás da colônia de fênix e da emergência de colônias semelhantes a VBNC foram explorados posteriormente usando o sequenciamento do genoma completo e o sequenciamento de RNA. Descobriu-se que as colônias Phoenix têm um polimorfismo de nucleotídeo único (SNP) no gene PA4673, que se prevê codificar uma proteína de ligação ao GTP. Nenhum SNP foi identificado em colônias semelhantes a VBNC em comparação com a população fundadora. O sequenciamento de RNA não detectou alterações na expressão de PA4673, mas revelou múltiplos genes expressos diferencialmente que podem desempenhar um papel na emergência da colônia de fênix. Um desses genes expressos diferencialmente, PA3626, codifica uma pseudouridina sintase de tRNA que, quando eliminada, levou à completa falta de colônias de fênix. Embora não esteja imediatamente claro se os genes identificados neste estudo podem ter interações que ainda não foram reconhecidas, eles podem contribuir para a compreensão de como as colônias de fênix são capazes de emergir e sobreviver na presença de exposição a antibióticos.

Pseudomonas aeruginosa é uma bactéria Gram-negativa encontrada em todo o ambiente natural. Como patógeno oportunista, está mais comumente associado a infecções de fibrose cística (FC), mas também pode residir em feridas crônicas e infecções de sítio pós-cirúrgico1,2,3. P. aeruginosa utiliza a formação de biofilmes, células persistentes e o desenvolvimento de mecanismos de resistência a múltiplas drogas para evitar a morte por agentes antimicrobianos . Além desses mecanismos de tolerância e resistência antimicrobiana, descobriu-se que a P. aeruginosa se adapta rapidamente ao seu ambiente no contexto da infecção, levando a preocupações quanto à eficácia reduzida dos agentes antimicrobianos na erradicação da P. aeruginosa8.

Em um estudo anterior, nosso laboratório identificou um novo fenótipo de P. aeruginosa tolerante a aminoglicosídeos, que denominamos colônias de fênix. As colônias Phoenix são capazes de sobreviver e prosperar em um ambiente carregado de antibióticos. No entanto, uma vez removidas do ambiente antibiótico inicial, as colônias de fênix revertem para um nível de suscetibilidade aos antibióticos do tipo selvagem9. As colônias Phoenix diferem da tolerância tradicional porque são capazes de manter altos níveis de atividade metabólica durante a exposição aos antibióticos, enquanto a tolerância tradicional é normalmente o resultado de um crescimento lento ou de uma diminuição no metabolismo. Além disso, as colônias de fênix são distintas das colônias heterorresistentes e das células persistentes. Usando o perfil de análise populacional, um método tradicional para identificar heterorresistência, descobriu-se que as colônias de fênix eram homogeneamente suscetíveis a antibióticos após o isolamento. A concentração de tobramicina na região de emergência da colônia de fênix também foi medida como sendo aproximadamente dez vezes a concentração inibitória mínima (CIM), o que impediria o despertar das células persistentes no momento em que as colônias de fênix aparecessem10. No mesmo estudo, identificamos um fenótipo adicional que era semelhante ao fenótipo das colônias viáveis, mas não cultiváveis ​​(VBNCs11), no entanto, essas colônias “semelhantes a VBNC” foram capazes de crescer no ambiente antibiótico inicial, mas não puderam ser cultivadas caso contrário, incluindo culturas contendo o mesmo antibiótico9. Embora o significado destes fenótipos num ambiente clínico seja atualmente desconhecido, é possível que colónias de fénix ou colónias semelhantes a VBNC possam levar a infecções crónicas ou recorrentes, semelhantes às células persistentes7. Além disso, embora pareça que as colônias de fênix só emergem na presença de aminoglicosídeos, os mecanismos moleculares e genéticos que levam à colônia de fênix e ao surgimento do tipo VBNC são desconhecidos. Compreender as alterações genéticas nestas células ou alterações na expressão genética pode permitir melhores opções preventivas ou de tratamento no tratamento de infecções crónicas ou recorrentes.