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Type: Dissertação
Title: Salmonella sp. em águas superficiais de regiões agropecuárias do Estado do Rio de Janeiro: ocorrência, identidade, virulência e resistência a antimicrobianos
Author(s)/Inventor(s): Moura, Vinicius de Carvalho
Advisor: Bonelli, Raquel Regina
Abstract: Salmonella sp. é um gênero bacteriano da família Enterobacteriaceae, composto por duas espécies: S. bongori e S. enterica, sendo esta última de maior relevância clínica e econômica devido à sua subespécie S. enterica subsp. enterica (I), responsável por infecções em animais de sangue quente, como humanos, bovinos e aves. Esse patógeno desempenha um papel central no contexto das Doenças de Transmissão Hídrica e Alimentar (DTHAs), impactando a saúde humana, animal e ambiental. Sua associação com hospedeiros como gado e frangos de corte torna as regiões de produção agropecuária possíveis epicentros de disseminação, seja por fontes hídricas ou produtos alimentícios. Diante disso, o objetivo deste estudo foi investigar a ocorrência de Salmonella em corpos d’água de regiões agropecuárias do Estado do Rio de Janeiro, abrangendo áreas impactadas pela criação de bovinos, aves de corte e olericultura. Além disso, o estudo visou caracterizar aspectos dos isolados, como sorovares, viruloma, resistoma e plasmidoma. Foram analisadas 313 amostras de águas coletadas de rios, riachos e córregos das bacias hidrográficas do Médio Paraíba do Sul (MPS; marcada pela criação de bovinos e com atividade de olericultura) e Piabanha (Pb, com intensa olericultura e criação de frangos de corte). De 181 (58%) destas amostras, foi possível isolar Salmonella. Após isolamento, a triagem foi realizada por RAPD e sequenciamento de até cinco isolados por amostra de água. Com base nas análises de bioinformática, foram selecionados 308 isolados como representativos da coleção, considerando aqueles não clonais dentro de cada amostra de água. Entre os isolados, foram identificados 46 sorovares, com destaque para Panama (44/308), Newport (43/308), Typhimurium (27/308) e Saphra (23/308), sendo os três primeiros presentes em ambas as bacias e o último exclusivo da MPS. Foram detectados 146 genes de virulência, com operons como spv, pef, rck e yopJ/yopP associados a plasmídeos do grupo de incompatibilidade IncF, comumente ligados a genes de virulência invasivos. Além disso, foram identificados mecanismos de resistência a β-lactâmicos, aminoglicosídeos, tetraciclinas, fenicóis, quinolonas, sulfonamida-trimetoprim em genes cromossomais (mutações em gyrA e ramR), e em contigs associadas a marcadores plasmidiais como Col440I (contendo qnrB19), ColRNAI (aph(3'')-Ib, aph(6)-Id, sul2 e tet(A)), IncC/A2 (sul2 e tet(A)), IncFIC (floR e tet(A)), IncR e IncX (blaTEM-1, blaTEM-135 e tet(A)), além de genes blaCMY-2, aadA1, aadA2, tet(B), tet(C), qnrS1 e dfrA em plasmídeos sem grupo Inc definido. O gene fosA7 (fosfomicina) foi encontrado no genoma de todos os isolados de Saphra. Os resultados deste estudo fornecem insights inéditos sobre a filogenia, virulência, resistência e plasmidoma de Salmonella em corpos d’água de regiões agrícolas do Rio de Janeiro, contribuindo para a compreensão da disseminação e adaptação desse patógeno nesta região.
Abstract: Salmonella sp. is a bacterial genus of the Enterobacteriaceae family, composed of two species: S. bongori and S. enterica, the latter being of greater clinical and economic relevance due to its subspecies S. enterica subsp. enterica (I), which is responsible for causing infections in warm-blooded animals such as humans, cattle, and poultry. This pathogen plays a central role in the context of Waterborne and Foodborne Diseases (WFDs), impacting human, animal, and environmental health. Its association with hosts such as cattle and broiler chickens makes agricultural production regions potential epicenters of dissemination, either through water sources or food products. In this context, the aim of this study was to investigate the occurrence of Salmonella in water bodies in agricultural regions of the State of Rio de Janeiro, focusing on area impacted by cattle farming, broiler chicken production, and horticulture, as well as to characterize aspects of the isolates, such as serovars, virulome, resistome, and plasmidome. A total of 313 water samples were collected from rivers, streams, and creeks within the hydrographic basins of Médio Paraíba do Sul (MPS; marked by cattle farming and horticulture) and Piabanha (Pb; with intense horticulture and broiler chicken farming). From 181 (58%) of these samples, Salmonella was successfully isolated. After isolation, screening by RAPD, sequencing of up to five isolates per water sample, and bioinformatics analyses, 308 isolates were selected as representatives of the collection (all those that were determined to be non-clonal within each evaluated water sample). Among them, 46 serovars were identified, with emphasis on Panama (44/308), Newport (43/308), Typhimurium (27/308), and Saphra (23/308), with the first three serovars present in both basins and the last one exclusive to MPS. A total of 146 virulence genes were detected, including operons such as spv, pef, rck, and yopJ/yopP, which were associated with plasmids of the incompatibility group IncF, commonly linked to invasive virulence genes. Additionally, resistance mechanisms to β-lactams, aminoglycosides, tetracyclines, phenicols, quinolones, sulfonamide-trimethoprim were identified in chromosomal genes (mutations in gyrA and ramR) and in contigs associated with plasmid markers such as Col440I (containing qnrB19), ColRNAI (aph(3'')-Ib, aph(6)-Id, sul2, and tet(A)), IncC/A2 (sul2 and tet(A)), IncFIC (floR and tet(A)), IncR, and IncX (blaTEM-1, blaTEM-135, and tet(A)), as well as genes blaCMY-2, aadA1, aadA2, tet(B), tet(C), qnrS1, and dfrA in plasmids without a defined Inc group. The fosA7 gene (fosfomycin) was found in the genome of all Saphra isolates. The results of this study provide unique insights into the phylogeny, virulence, resistance, and plasmidome of Salmonella in water bodies of agricultural regions in Rio de Janeiro, contributing to a better understanding of the dissemination and adaptation of this pathogen in this region.
Keywords: Salmonella
Águas superficiais
Sequenciamento completo do genoma
Surface waters
Whole genome sequencing
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: 31-Mar-2025
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: Moura, V. C. (2025). Salmonella sp. em águas superficiais de regiões agropecuárias do Estado do Rio de Janeiro: ocorrência, identidade, virulência e resistência a antimicrobianos [Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Rio de Janeiro]. Repositório Institucional Pantheon.
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