Análise da frequência de bactérias com atividade predatória no trato gastrointestinal de diferentes hospedeiros no Brasil
Data
2024-06-25
Autores
Salgueiro, Arthur Giordano 
Orientadores
Silva, Rodrigo Cayô da
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Título da Revista
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Resumo
A resistência aos antimicrobianos é um grave problema de saúde pública, com cerca de 1,27 milhões de mortes atribuídas a infecções resistentes em 2019. As projeções indicam que, até 2030, a resistência bacteriana poderá custar mais de 1 trilhão de dólares ao PIB global, especialmente em países em desenvolvimento. A resistência pode ocorrer naturalmente, mas é exacerbada pela ação humana e pela transferência horizontal de genes entre bactérias. Bactérias do grupo ESKAPE, frequentemente associadas a infecções hospitalares, são particularmente preocupantes devido à sua capacidade de adquirir e transferir genes de resistência. As bactérias predadoras têm se destacado por sua capacidade de atacar e degradar outras bactérias, oferecendo uma alternativa potencial para combater a resistência antimicrobiana. Elas produzem enzimas líticas que degradam as células bacterianas-alvo, dificultando a transferência de material genético exógeno. Algumas dessas bactérias também apresentam resistência a antimicrobianos específicos, sugerindo um possível sinergismo com terapias antimicrobianas existentes. Este estudo tem como principal objetivo investigar a distribuição e a frequência de espécies bacterianas com atividade predatória (BALOs) em diversas regiões do Brasil, utilizando dados de metagenoma de amostras de fezes de humanos e animais de corte (bovinos, suínos e frangos). A pesquisa, intitulada "Uso da Ferramenta Metagenômica na Detecção de Patógenos de Importância Clínica Produtores de ESβL e Carbapenemases em Diferentes Hospedeiros", foi conduzida pelo Grupo Brasileiro de Saúde Única (GUARANI) e financiada pelo CNPq e pela Fundação Bill & Melinda Gates. A análise de metagenômica revelou as principais espécies de BALOs em diferentes hospedeiros e localidades. Identificou-se que as espécies Labilithrix luteola, Sorangium cellulosum e Sandaracinus amylolyticus foram as mais frequentes. Além disso, o estudo demonstrou que diferentes espécies de bactérias predatórias fazem parte da microbiota intestinal de humanos e de animais de corte, indicando um provável papel no controle populacional. Por fim e o mais interessante é que a frequência das diferentes espécies de bactérias predatórias varia entre os diferentes hospedeiros, bem como entre o mesmo hospedeiro, porém de localidades diferentes. O estudo também destacou a necessidade de expandir as pesquisas para regiões internacionais e diversos hospedeiros, dada a similaridade climática e geográfica com outras áreas, como as regiões cársticas da Espanha, onde foram encontrados microrganismos semelhantes. Em conclusão, embora estudos de metagenômica sejam importantes para a caracterização de populações microbianas, uma vez que independe de cultivo, estudos voltados a padronização de métodos de cultivos de bactérias predatórias são essenciais para a avaliação do seu potencial biotecnológico.
Antimicrobial resistance is a serious public health problem, with approximately 1.27 million deaths attributed to resistant infections in 2019. Projections indicate that, by 2030, bacterial resistance could cost the global GDP more than $1 trillion, especially in developing countries. Resistance can occur naturally but is exacerbated by human action and horizontal gene transfer between bacteria. Bacteria from the ESKAPE group, often associated with hospital-acquired infections, are of particular concern due to their ability to acquire and transfer resistance-encoding genes. Predatory bacteria have stood out for their ability to attack and degrade other bacteria, offering a potential alternative to combat antimicrobial resistance. They produce lytic enzymes that degrade target bacterial cells, hindering the transfer of exogenous genetic material. Some of these bacteria also show resistance to specific antimicrobials, suggesting possible synergism with existing antimicrobial therapies. This study's main objective is to investigate the distribution and frequency of bacterial species with predatory activity (BALOs) in different regions of Brazil, using metagenome data from fecal samples from humans and meat animals (cattle, pigs and chickens). The research, entitled "Use of the Metagenomic Tool in the Detection of Pathogens of Clinical Importance Producing ESβL and Carbapenemases in Different Hosts", was conducted by the Grupo Brasileiro de Saúde Única (GUARANI) and financed by CNPq and the Bill & Melinda Gates Foundation. Metagenomic analysis revealed the main species of BALOs in different hosts and locations. It was identified that the species Labilithrix luteola, Sorangium cellulosum, and Sandaracinus amylolyticus were the most frequent. Furthermore, the study demonstrated that different species of predatory bacteria are part of the intestinal microbiota of humans and meat animals, indicating a likely role in population control. Finally, and the most interesting thing is that the frequency of different species of predatory bacteria varies between different hosts, as well as between the same host, but from different locations. The study also highlighted the need to expand research to international regions and diverse hosts, given the climatic and geographic similarity with other areas, such as the karst regions of Spain, where similar microorganisms have been found. In conclusion, although metagenomics studies are important for the characterization of microbial populations, since it is independent of cultivation, studies aimed at standardizing methods for cultivating predatory bacteria are essential for evaluating their biotechnological potential.
Antimicrobial resistance is a serious public health problem, with approximately 1.27 million deaths attributed to resistant infections in 2019. Projections indicate that, by 2030, bacterial resistance could cost the global GDP more than $1 trillion, especially in developing countries. Resistance can occur naturally but is exacerbated by human action and horizontal gene transfer between bacteria. Bacteria from the ESKAPE group, often associated with hospital-acquired infections, are of particular concern due to their ability to acquire and transfer resistance-encoding genes. Predatory bacteria have stood out for their ability to attack and degrade other bacteria, offering a potential alternative to combat antimicrobial resistance. They produce lytic enzymes that degrade target bacterial cells, hindering the transfer of exogenous genetic material. Some of these bacteria also show resistance to specific antimicrobials, suggesting possible synergism with existing antimicrobial therapies. This study's main objective is to investigate the distribution and frequency of bacterial species with predatory activity (BALOs) in different regions of Brazil, using metagenome data from fecal samples from humans and meat animals (cattle, pigs and chickens). The research, entitled "Use of the Metagenomic Tool in the Detection of Pathogens of Clinical Importance Producing ESβL and Carbapenemases in Different Hosts", was conducted by the Grupo Brasileiro de Saúde Única (GUARANI) and financed by CNPq and the Bill & Melinda Gates Foundation. Metagenomic analysis revealed the main species of BALOs in different hosts and locations. It was identified that the species Labilithrix luteola, Sorangium cellulosum, and Sandaracinus amylolyticus were the most frequent. Furthermore, the study demonstrated that different species of predatory bacteria are part of the intestinal microbiota of humans and meat animals, indicating a likely role in population control. Finally, and the most interesting thing is that the frequency of different species of predatory bacteria varies between different hosts, as well as between the same host, but from different locations. The study also highlighted the need to expand research to international regions and diverse hosts, given the climatic and geographic similarity with other areas, such as the karst regions of Spain, where similar microorganisms have been found. In conclusion, although metagenomics studies are important for the characterization of microbial populations, since it is independent of cultivation, studies aimed at standardizing methods for cultivating predatory bacteria are essential for evaluating their biotechnological potential.
Descrição
Citação
SALGUEIRO, A.G Análise da frequência de bactérias com atividade predatória no trato gastrointestinal de diferentes hospedeiros no Brasil. 2024. 93 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciências Biológicas) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo, Diadema, 2024.