Análise da diversidade genética e caracterização da resistência aos antimicrobianos em Corynebacterium striatum

Abstract

Corynebacterium striatum é um bacilo Gram-positivo constituinte da microbiota de pele e mucosas, que tem emergido como patógeno multirresistente em surtos nosocomiais em diversos países. Em 2009, um surto nosocomial por estirpes multirresistentes de C. striatum isoladas principalmente de aspirado traqueal foi relatado no Hospital Universitário Pedro Ernesto, Rio de Janeiro, Brasil. Subsequentemente, um aumento no número de casos de infecções da corrente sanguínea e relacionadas ao cateter por estirpes multirresistentes de C. striatum foi observado. A investigação do relacionamento destas estirpes utilizando PFGE revelou a permanência do pulsotipo I multirresistente no ambiente hospitalar como clone invasivo. Neste estudo, dez estirpes de C. striatum foram selecionadas para o sequenciamento completo dos genomas visando a caracterização genética da resistência e a análise da diversidade. As abordagens de taxonomia genômica aplicadas às estirpes corroboraram a espécie C. striatum. As análises de genes constitutivos baseadas em três esquemas de MLST descritos para corinebactérias mostraram ser mais discriminatórios para as estirpes de C. striatum, quando comparadas com a tipagem utilizando PFGE, uma vez que as estirpes do pulsotipo I puderam ser diferenciadas. Além disso, este estudo verificou que a análise utilizando os genes do esquema de MLST para C. diphtheriae, foi mais discriminatório entre os três esquemas de MLST para corinebactérias utilizados. As análises genômicas mostraram que a detecção de genes de resistência aos antimicrobianos nas estirpes de C. striatum foi consistente com padrões de multirresistência observados nas diversas espécies de corinebactérias. Dados inéditos foram observados neste estudo como as relações das mutações nos genes constitutivos folA e rpoB e a resistência aos antimicrobianos sulfametoxazol-trimetoprim e rifampicina, além da relação direta do gene bla com o regulador negativo da expressão das beta-lactamases (BLR). Estirpes que carream o gene bla e carecem do BLR apresentaram as maiores concentrações inibitórias mínimas para os beta-lactâmicos. A caracterização do contexto genômico dos genes de resistência e dos elementos genéticos móveis mostrou grande variabilidade entre as estirpes multirresistentes, de modo que foram observados contextos distintos, mesmo entre as estirpes do mesmo pulsotipo e paciente. As estirpes multirresistentes não compartilharam ilha genômica de resistência e a maioria dos genes de resistência não está localizada nestas estruturas genéticas. Genes envolvidos na replicação de plasmídeos não foram detectados, apesar de boa parte do conteúdo genético de resistência do plasmídeo pTP10 de C. striatum M82B ter sido encontrada nos genomas. Regiões completas de profagos foram detectadas em apenas uma estirpe, a única que não foi detectado o sistema CRISPR-Cas, envolvido na defesa bacteriana contra DNA exógeno. As demais estirpes com regiões incompletas de profagos apresentaram o sistema CRISPR-Cas do tipo I-E e três estirpes também apresentaram um sistema do tipo I e subtipo desconhecido, corroborando a hipótese de que a presença de vários elementos genéticos nas células bacterianas pode levar a um gasto energético excessivo. O elevado número de cópias de sequências de inserção e a presença de diferentes elementos genéticos móveis demonstra a plasticidade dos genomas de C. striatum multirresistentes isolados de infecções nosocomiais invasivas, que impacta na propagação da resistência e no controle dessas infecções.