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Tipo do documento: Dissertação
Título: Caracterização fenotípica e molecular de Escherichia coli uropatogênica pic+ isoladas de pacientes com infecção do trato urinário
Título(s) alternativo(s): Phenotypic and molecular characterization of pic+ uropathogenic Escherichia coli isolated from patients with urinary tract infection
Autor: COLASSO, Arthur Henrique Mendes 
Primeiro orientador: ABREU JUNIOR, Afonso Gomes
Primeiro membro da banca: ABREU JUNIOR, Afonso Gomes
Segundo membro da banca: SOUSA, Eduardo Martins de
Terceiro membro da banca: DALL AGNOL, Hivana Patricia Melo Barbosa
Quarto membro da banca: SILVA, Luis Claudio Nascimento da
Resumo: A infecção do trato urinário (ITU) é caracterizada pela presença de microrganismos que invadem os tecidos urinários, com presença de bactérias na urina em quantidade igual ou superior a 105 UFC/ml. É causada principalmente por enterobactérias, dentre as quais se destaca a Escherichia coli uropatogênica (UPEC), devido à presença de diversos fatores de virulência, a exemplo da produção de serinoproteases. Em bactérias Gram-negativas, as proteases pertencentes à família Enterobacteriaceae são conhecidas como SPATEs (Serino protease autotransporter of Enterobacteriaceae). Dentre as SPATEs, a proteína envolvida na colonização (Pic) tem grande relevância e é produzida tanto por patótipos de E. coli como por Shigella flexneri e Citrobacter rodentium. Pic é descrita na literatura por causar hemaglutinação, degradar mucina, clivar moléculas do sistema complemento, dentre outros. Desta forma, este trabalho tem como objetivo detectar o gene pic em Escherichia coli uropatogênicas isoladas de pacientes com infecção do trato urinário e realizar a caracterização fenotípica destes isolados. No período de dois meses o laboratório coletou 9.961 amostras de ITU das quais foram selecionadas 369 para realização do perfil de sensibilidade aos antimicrobianos, seguido de PCR para caracterização de genes de virulência associados à produção de SPATEs. Foi verificado a capacidade destes isolados formarem biofilme utilizando a técnica do cristal violeta e posteriormente um teste de sobrevivência utilizando animais invertebrados (larvas de Tenebrio mollitor) avaliada durante 10 dias. Das 369 amostras analisadas no estudo, quatro possuíram apenas o gene pic, dentre os genes de SPATEs pesquisados. O teste de sensibilidade das amostras indicou resistência a antibióticos utilizados em quadros de ITU, sendo estes da classe dos beta-lactâmicos, sulfonamidas e quinolonas. A presença do gene pic pode estar relacionado a capacidade de UPEC degradar muco e promover a colonização na mucosa do trato urinário. Os testes realizados demonstraram que as cepas que continham pic produziram quantidades de biofilme diferentes umas das outras sendo que a denominada ITU032 foi considerada um fraco formador de biofilme enquanto a cepa ITU015 produziu mais biofilme que o controle positivo 042, demostrando que a patogenicidade do isolado possivelmente não está relacionada à quantidade de biofilme que ela pode produzir. No teste de sobrevida utilizando larvas de T. molitor foi possível observar uma taxa de sobrevida de 40% nas larvas infectadas com as cepas ITU014 e ITU040, com o maior índice de mortalidade naquelas infectadas com a cepa ITU015, com sobrevida de apenas 10%. A cepa ITU32 demonstrou uma letalidade de 70%. Este método é mais rápido e econômico que os modelos murino e apresentam resultados mais relevantes que os ensaios baseados em células podendo ser utilizado para verificar se algum composto natural tem capacidade antibacteriana. De maneira geral este estudo demonstra que cepas de UPEC tem apresentado resistência a diversos antimicrobianos além de expressar o gene de virulência pic característico de EAEC. Novos ensaios estão em fase de conclusão com o objetivo de compreender o papel destas serinoproteases nas infecções urinárias e com isso buscar novos mecanismos para tratamento destas complicações.
Abstract: Urinary tract infection (UTI) is characterized by the presence of microorganisms that invade the urinary tissues, with the presence of bacteria in the urine in amounts equal to or greater than 105 CFU/ml. It is mainly caused by enterobacteria, among which the uropathogenic Escherichia coli (UPEC) stands out, due to the presence of several virulence factors, such as the production of serine proteases. In Gram negative bacteria, proteases belonging to the Enterobacteriaceae family are known as SPATEs (Serino protease autotransporter of Enterobacteriaceae). Among SPATEs, the protein involved in colonization (Pic) is of great relevance and is produced both by E. coli pathotypes and by Shigella flexneri and Citrobacter rodentium. Pic is described in the literature for causing hemagglutination, degrading mucin, cleaving complement system molecules, among others. Thus, this work aims to detect the pic gene in uropathogenic Escherichia coli isolated from patients with urinary tract infection and perform the phenotypic characterization of these isolates. In a two-month period, the laboratory collected 9,961 UTI samples, of which 369 were selected for the antimicrobial susceptibility profile, followed by PCR to characterize the virulence genes associated with the production of SPATEs. The ability of these isolates to form a biofilm was verified using the crystal violet technique and later a survival test using invertebrate animals (Tenebrio mollitor larvae) was evaluated for 10 days. Of the 369 samples analyzed in the study, four had only the pic gene, among the SPATEs genes researched. The sensitivity test of the samples indicated resistance to antibiotics used in cases of UTI, which belong to the class of beta-lactams, sulfonamides and quinolones. The presence of the pic gene may be related to the ability of UPEC to degrade mucus and promote colonization in the urinary tract mucosa. The tests carried out showed that the strains containing pic produced different amounts of biofilm from each other, with the so-called ITU032 being considered a weak biofilm former, while the ITU015 strain produced more biofilm than the positive control 042, demonstrating that the pathogenicity of the isolate possibly it is not related to the amount of biofilm it can produce. In the survival test using T. molitor larvae, it was possible to observe a survival rate of 40% in larvae infected with strains ITU014 and ITU040, with the highest mortality rate in those infected with strain ITU015, with survival of only 10%. The UTI32 strain demonstrated a 70% lethality. This method is faster and more economical than murine models and presents more relevant results than cell-based assays and can be used to verify if any natural compound has antibacterial capacity. In general, this study demonstrates that UPEC strains have shown resistance to several antimicrobials, in addition to expressing the pic virulence gene characteristic of EAEC. New trials are nearing completion with the aim of understanding the role of these serine proteases in urinary infections and thereby seeking new mechanisms for treating these complications.
Palavras-chave: pic;
Infecção urinaria;
antimicrobianos;
biofilme;
Tenebrio molitor
pic;
Urinary infection;
antimicrobials;
biofilm;
Tenebrio molitor
Área(s) do CNPq: Análise e Controle e Medicamentos
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE FARMÁCIA/CCBS
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE/CCBS
Citação: COLASSO, Arthur Henrique Mendes. Caracterização fenotípica e molecular de Escherichia coli uropatogênica pic+ isoladas de pacientes com infecção do trato urinário. 2022. 54 f. Dissertação( Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde/CCBS) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/4466
Data de defesa: 29-Mar-2022
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