Diversidade, taxonomia genômica e resistoma de micobactérias da Mata Atlântica

Abstract

O gênero Mycobacterium é diverso e ubíquo no ambiente, com quase 200 espécies descritas. As espécies são classificadas como de crescimento rápido ou lento e, em ambos os grupos, existem espécies patogênicas e patógenos oportunistas. O solo da Mata Atlântica apresenta uma significativa diversidade bacteriana e uma pequena parte dessa diversidade está preservada na Coleção de Bactérias da Mata Atlântica - CBMA/FIOCRUZ, incluindo isolados do gênero Mycobacterium. Neste estudo caracterizamos a diversidade de micobactérias da coleção CBMA utilizando a informação genômica global, tendo como objetivo sua taxonomia e caracterização do resistoma. Utilizando a taxonomia genômica foram caracterizadas cinco novas espécies de micobactérias. Estas novas espécies são filogeneticamente relacionadas com as espécies M. septicum, M. llatzerense e M. abscessus. A análise das sequências genômicas permitiu também a caracterização do mobiloma, que compreende dois micobacteriófagos completos e cinco plasmídeos. A maioria desses elementos está nos genomas dos isolados CBMA 311/312/360, pertencentes a uma das novas espécies. Estes elementos são únicos considerando o repertório de mobilomas das micobactérias até agora identificado. Este estudo corrobora o solo da Mata Atlântica como um reservatório da diversidade de micobactérias, uma vez que, pelo menos cinco novas espécies e micobacteriófagos deste gênero, foram caracterizados As análises in silico do resistoma identificaram de dezenas a centenas de genes/mecanismos relacionados à resistência aos antibióticos, dependendo da base de dados utilizada. Para associar genótipo com fenótipo, genes relacionados a três mecanismos de resistência foram analisados: proteção de alvo (genes mfpA/B), modificação de antibióticos (gene arr) e degradação (gene de beta-lactamase). As análises in vitro destes genes, em sistema heterólogo, mostraram que estes alelos mfpA/B conferiam uma redução da sensibilidade às quinolonas; e o gene da beta-lactamase (bla326) apresentou um espectro de atividade restrito aos beta-lactâmicos; e o gene arr não alterou o perfil de sensibilidade à rifampicina. Portanto, para associar um gene/mecanismo à um perfil de resistência a antibióticos, é importante que a predição pela bioinformática, mesmo baseada em análises de genoma completo, seja validada com ensaios in vitro