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Title: Epidemiologia genômica de Bordetella pertussis no Brasil
Advisor: Vicente, Ana Carolina Paulo
Members of the board: Souza, Marcos Paulo Catanho de
Miranda, Antônio Basílio de
Thompson, Cristiane Carneiro
Passetti, Fábio
Marin, Michel Francisco Abanto
Authors: Cambuy, Diego Duque
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil
Abstract: A coqueluche, ou pertússis, é uma doença do trato respiratório causada principalmente pela bactéria Bordetella pertussis. Após 50 anos de vacinação, pertussis reemergiu, passando a ser a doença imunoprevinível mais frequente mesmo em países desenvolvidos. Várias são as hipóteses para a reemergência de pertússis, uma delas é a adaptação do patógeno frente à vacinação. Linhagens contemporâneas de B. pertussis diferem de linhagens do período pré-vacinal, especialmente em genes codificadores de proteínas usadas na produção de vacinas acelular. Esta re-emergência também tem sido observada no Brasil, assim, realizamos a caracterização genética por MLST baseado nesses genes, de 26 isolados B. pertussis de surtos de três regiões brasileiras (Norte, Sul e Nordeste). Foram identificados dois perfis alélicos, em 24 isolados: prn2-ptxS1A-fim3B-ptxP3, de surtos (2008-2013) de Alagoas, Pernambuco e Rio Grande do Sul - e o perfil prn2-ptxS1A-fim3A-ptxP3 , em dois isolados de Pará/2004. Análises filogenéticas agruparam esses perfis com isolados do período pós vacinal de outras partes do globo. Deste conjunto, três do perfil mais frequente e um do perfil menos frequente, tiveram seus genomas sequenciados na plataforma GS 454 Junior. A comparação desses genomas com outros genomas de B. pertussis disponíveis em dados públicos não identificou SNPs ou genes únicos que caracterizassem os isolados do Brasil Este estudo desenvolveu uma metodologia que permitiu definir a posição da IS481 nos genomas, e uma delas corresponde a um gene relacionado a regulação da transcrição da família MarR, Análise filogenômica, baseada em 826 SNPs, demonstrou que os isolados recentes do Brasil da linhagem pandêmica que presente em todos os continentes, exceto a África. Foi observado também que as relações filogenéticas inferidas pelo MLST são semelhantes àquelas inferidas quando se utiliza o genoma completo, isso denota a pressão seletiva sobre esses genes. Sendo assim, a cepa utilizada na produção da vacina no Brasil, que apresenta o perfil alélico prn1-ptxS1D - fim3A-ptxP2, pode não ser capaz de gerar uma resposta imune protetora frente às linhagens circulantes no país. Este estudo traz, pela primeira vez, informações genéticas e genômicas de isolados de B. pertussis do Brasil, país que apresenta cobertura vacinal bastante heterogênea, que utiliza, oficialmente, a vacina celular, mas que, também, aplica a vacina acelular. As informações reveladas neste estudo podem auxiliar a tomada de ações para o controle de pertússis no Brasil, além do conhecimento sobre epidemiologia e evolução de B. pertussis
Abstract: Pertussis more commonly referred as whooping cough is respiratory tract disease mainly caused by the bacteria B. pertussis. After 50 years of vaccination pert ussis remerged, becoming the most frequent vaccine preventable disease in developed countries. Many hypotheses have been proposed for the re - emergence of pertussis, one being the pathogen adaptation in a vaccinated environment. Current pertussis strains ar e different than those from the prevaccination era, especially in genes that code for proteins used in acelluar pertussis vaccines. This re - emergence is also observed in Brazil, therefore we characterized 26 isolates from 3 regions of Brazil (North,South,N ortheast) using an MLST approach based on these genes. We identified two allelic profiles, 24 isolates from the states of Rio Grande do Sul (2008 - 2009), Alagoas (2008 - 2009), Pernambuco (2013) and Pará (2004) presented the prn2 - ptxS1A - fim3B - ptxP3 allelic pr ofile, while 2 isolates from Pará (2004) presented the prn2 - ptxS1A - fim3A - ptxP3 allelic profile. Phylogenetic analysis branch these two allelic profiles along with other post vaccination isolates around the globe. Four isolates, three from the dominant prof ile and one from the less frequent profile, had their genomes completed sequenced on the GS 454 Junior Platform. We compared these genomes with others available in public databases and no SNP or unique genes were identified in the Brazilian genomes. This s tudy also developed a methodology that identifies the location of the repetitive region IS481, and what genes it interrupted. One of them was the MarR transcriptional regulator gene. Phylogenomic analysis based on 826 SNPs revealed that Brazilian B. pertus sis lineages are part of the current pandemic linage present in all continents, except Africa. We also observed that phylogenomic relationships are similar to MLST’s. Therefore, strain used for pertussis vaccine in Brazil, that presents the prn1 - ptxS1D - f im3A - ptxP2 allelic profile, might not be able to induce immune response to the current linage circulating in the country. This is the first study with genetic and genomic informations of B. pertussis isolates in Brazil, which is a country with heterogeneou s vaccine coverage and mixed and has both cellular and acellular vaccine administrated to the population. Information brought with this study can help the decision making on the control of pertussis in Brazil and gives new insights on the epidemiology and evolution of B. pertussis
DeCS: Vacina contra Coqueluche
Genoma
Epidemiologia
Bordetella pertussis
Issue Date: 2014
Citation: CAMBUY, D. D. Epidemiologia genômica de Bordetella pertussis no Brasil. 2014. 85f. Dissertação (Mestrado em Biologia Computacional e Sistemas) - Fundação Oswaldo Cruz, Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, RJ, 2014.
Date of defense: 2014
Place of defense: Rio de Janeiro/RJ
Department: Pós-Graduação em Biologia Computacional e Sistemas
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz
Program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Computacional e Sistemas
Copyright: open access
Appears in Collections:IOC - PGBCS - Dissertações de Mestrado

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