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Type: Tese
Title: Epidemiologia molecular e aspectos da formação de biofilme de Staphylococcus pseudintermedius: uma espécie de importância na medicina veterinária
Author(s)/Inventor(s): Teixeira, Izabel Mello
Advisor: Penna, Bruno de Araújo
Co-advisor: Ferreira, Eliane de Oliveira
Abstract: Staphylococcus pseudintermedius é um componente da microbiota cutânea de cães saudáveis. Apesar disso, causa uma variedade de infecções oportunistas (piodermite, otite, ITUs). Alguns trabalhos relatam infecções por S. pseudintermedius em seres humanos, e o contato entre animais e tutores pode facilitar a transmissão zoonótica. Nos últimos anos, um fator preocupante tem sido a crescente resistência a antimicrobianos. Cepas de Staphylococcus pseudintermedius resistente à meticilina (MRSP), costumam ser resistentes a outros antimicrobianos, sendo uma cepa multidroga resistente (MDR). Estudos anteriores demonstraram uma grande diversidade clonal entre S. pseudintermedius, com mais de 2000 tipos de sequência (STs) relatados. As linhagens mais bem-sucedidas relatadas são ST71, ST68 e ST45. S. pseudintermedius tem o potencial de abrigar uma grande variedade de fatores de virulência. (proteína A, citotoxinas, enterotoxinas, toxinas e proteínas de superfície dentre outras). A formação de biofilme é outro importante fator de virulência em espécies de Staphylococcus, e tem sido pouco relatada em S. pseudintermedius. Sendo assim, o presente estudo tem como objetivo avaliar a composição do biofilme de S. pseudintermedius, e a presença de fatores de virulência e resistência na população da espécie. As amostras utilizadas são provenientes de uma coleção de culturas do Laboratório de Cocos Gram positivos da UFF (Niterói). As amostras foram previamente identificadas e foi estudado o seu perfil de resistência e capacidade de formação de biofilme. A composição do biofilme foi avaliada por um ensaio quantitativo em placas de micro titulação. A presença de genes do operon ica e genes Sps foi investigada por PCR convencional. Vinte e cinco amostras foram submetidas a sequenciamento de genoma completo e foram avaliados: o perfil de genes de virulência e resistência, tipos de clone circulantes e tipos de Agr e SCCmec. A maioria das cepas apresentou biofilme polissacarídico. O operon ica completo (ADBC) foi encontrado em 64,9% das cepas. Todas as amostras apresentaram os genes SpsK, SpsA e SpsL. Outros genes testados apresentaram distribuição variável. Agr tipo III foi o mais prevalente entre as amostras (56,0%). Foram identificados 19 diferentes genes de resistência, codificando resistência a uma ampla gama de antimicrobianos. Cinco destes 19 genes (26,3%) foram identificados em todas as amostras. Seis das 16 amostras sequenciadas de MRSP pertenciam ao clone ST71 de distribuição mundial; outros pertenciam a clones desconhecidos (ST2283, ST2285, ST2288, ST2124, ST2287). A maioria das amostras apresentava SCCmec tipo IIIA (6/16 ou 37,5%), três apresentavam SCCmec tipo V (3/15 ou 20,0%). Considerando o aspecto One Health, é importante manter a vigilância das espécies de Staphylococcus de origem animal, uma vez que seu potencial zoonótico já foi avaliado, e a resistência antimicrobiana é um problema crescente. Pouco se sabe sobre a patogenicidade e carreamento de fatores de virulência de S. pseudintermedius, bem como das características de cepas MDR da região. Estudos desse tipo são cada vez mais necessários e relevantes. Estudos sobre dinâmica de população e epidemiologia molecular das infecções causadas por estafilococos multirresistentes em animais de companhia são importantes pois podem gerar dados críticos para orientar programas de saúde pública.
Abstract: Staphylococcus pseudintermedius is a component of the skin microbiota in healthy dogs. Despite this, it causes a variety of opportunistic infections such as pyoderma, otitis, and urinary tract infections. Some studies report S. pseudintermedius infections in humans, and contact between animals and their owners can facilitate zoonotic transmission. In recent years, a concerning factor has been the increasing antimicrobial resistance. Methicillin-resistant Staphylococcus pseudintermedius (MRSP) strains often exhibit resistance to other antimicrobials, making them multidrug-resistant (MDR) strains. Previous studies have shown a significant clonal diversity among S. pseudintermedius, with over 2000 reported sequence types (STs). The most successful lineages reported are ST71, ST68, and ST45. S. pseudintermedius has the potential to harbor a wide variety of virulence factors, including protein A, cytotoxins, enterotoxins, toxins, and surface proteins, among others. Biofilm formation is another important virulence factor in Staphylococcus species, but it has been little reported in S. pseudintermedius. Therefore, this study aims to evaluate the composition of S. pseudintermedius biofilm and the presence of virulence and resistance factors in the species population. The samples used are from a collection of cultures from Gram-positive cocci Laboratory at UFF (Niterói). The samples were previously identified, and their resistance profile and biofilm formation capacity were studied. The biofilm composition was evaluated through a quantitative assay in microtiter plates. The presence of ica operon and Sps genes was investigated using conventional PCR. A total of 25 samples underwent whole genome sequencing, and their virulence and resistance gene profiles, circulating clone types, Agr and SCCmec types were evaluated. Most strains exhibited polysaccharide biofilm. The complete ica operon (ADBC) was found in 64.9% of strains. All samples presented SpsK, SpsA, and SpsL genes. Other tested genes showed variable distribution. Agr type III was the most prevalent among samples (56.0%). A total of 19 different resistance genes were identified, encoding resistance to a wide range of antimicrobials. Five of these 19 genes (26.3%) were identified in all samples. Six out of 16 sequenced MRSP samples belonged to the worldwide distributed ST71 clone; others belonged to unknown clones (ST2283, ST2285, ST2288, ST2124, ST2287). Most samples had SCCmec type IIIA (6/16 or 37.5%), and three had SCCmec type V (3/15 or 20.0%). Considering the One Health perspective, it is important to monitor animal-origin Staphylococcus species, as their zoonotic potential has been evaluated, and antimicrobial resistance is a growing problem. Little is known about the pathogenicity and carriage of virulence factors in S. pseudintermedius, as well as the characteristics of MDR strains in the region. Studies of this kind are increasingly necessary and relevant. Population dynamics and molecular epidemiology studies of infections caused by multidrug-resistant staphylococci in companion animals are important as they can provide critical data to guide public health programs.
Keywords: Staphylococcus pseudintermedius
Biofilmes
Resistência microbiana a medicamentos
Fatores de virulência
Epidemiologia molecular
Biofilms
Drug resistance
Virulence factors
Molecular epidemiology
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA
Program: Programa de Pós-Graduação em Ciências (Microbiologia)
Production unit: Instituto de Microbiologia Paulo de Góes
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: 13-Dec-2023
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: Teixeira, I. M. (2023). Epidemiologia molecular e aspectos da formação de biofilme de Staphylococcus pseudintermedius: uma espécie de importância na medicina veterinária [Tese de Doutorado, Universidade Federal do Rio de Janeiro]. Repositório Institucional Pantheon.
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