Caracterização genotípica e fenotípica de isolados clínicos e ambientais pertencentes a aspergillus seção flavi
Data
2011-03-30
Autores
Goncalves, Sarah Santos 
Orientadores
Colombo, Arnaldo Lopes
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
The species of Aspergillus section Flavi have been extensively reported as causative agents of human infectious diseases, and have shown the ability to produce aflatoxins. There is no accurate method for identification of the genus Aspergillus at species level. Because of this inconsistence, the polyphasic approach for species discrimination has been proposed. The aim of the present study was to correctly identify 74 Aspergillus isolates (28 clinical and 46 environmental) deposited in the filamentous fungi bank of the Laboratório Especial de Micologia/Brazil and of the Facultat de Medicina i Ciències de la Salut de Reus/Spain, with previous identification suggested as species belonged to the Aspergillus section Flavi. This study was based on combination of several molecular, morphological, physiological, and ecological data in a polyphasic approach, comparing the isolates to type and/or neotype strains used as reference strains. Genetic markers were selected for phylogenetic inference of the 74 isolates, including the ITS region, structural and protein-coding genes. The phenotypic characterization was performed by macro and micromorphological analyses, aflatoxin production, carbon and nitrogen assimilation, evaluation of thermotolerance and of the in vitro susceptibility profile to ten antifungals. The genomic sequencing of the ITS region confirmed that the isolates belonged to section Flavi and revealed two main clades of clinical interest. Thus, we selected genetic markers (AMDS, OMTS, and others genes) with discriminatory potential to identify the species included in each clade. Phylogenetic analyses of those genes demonstrated eight species, two undescribed. The first new species was closely related to A. flavus and A. oryzae, and the second one was closely related to A. parasiticus. In addition to ability to cause invasive infection in humans, the two new species produce aflatoxins. Among 28 clinical isolates studied, A. flavus was the most prevalent species (42.8%). In relation to environmental isolates, A. oryzae was the most frequent (63%), being also prevalent in the nosocomial environment and responsible for 65.1% (15/23) of the isolates. Moreover, antifungal susceptibility testing showed heterogeneous patterns among the species of section Flavi. Terbinafine and echinocandins were the most active antifungal agents against the Aspergillus isolates. Posaconazole was the triazole with better in vitro activity against the fungal strains studied. In conclusion, this was the first Brazilian study showing the wide heterogeneity of the species in Aspergillus section Flavi isolated from clinical and environmental sources, with different antifungal susceptibility patterns. We found two new species causing human infection, thereby demonstrating the emergence of new fungal pathogens in immunocompromised patients.
As espécies de Aspergillus seção Flavi têm sido extensivamente estudadas principalmente pela capacidade de causar infecções, doenças e produzir aflatoxinas. Não há nenhum método que seja isoladamente acurado no reconhecimento de espécies do gênero Aspergillus. Em virtude deste tipo de inconsistência, a abordagem polifásica para discriminação de espécies tem sido proposta. O objetivo do presente estudo foi reconhecer a verdadeira identidade de 74 isolados (28 clínicos e 46 ambientais) de Aspergillus depositados nos bancos de fungos filamentosos do Laboratório Especial de Micologia/Brasil e da Facultat de Medicina i Ciències de la Salut de Reus/Espanha, com identificação sugerida de espécies pertencentes à seção Flavi. Para tanto, o estudo foi baseado na abordagem polifásica (uma combinação de diferentes dados moleculares, morfológicos, fisiológicos e ecológicos), com uma pertinente comparação dos isolados com cepas tipo e/ ou neotipo utilizadas como referência. Marcadores genéticos foram selecionados para a inferência filogenética dos 74 isolados, sendo explorado o poder discriminatório de seis genes, incluindo a região ITS, genes codificadores de proteínas e estruturais. A caracterização fenotípica foi realizada por meio de análises macro e micromorfológicas, produção de aflatoxinas, assimilação de fontes de carbono e nitrogênio, avaliação da termotolerância e avaliação do perfil de susceptibilidade a 10 antifúngicos. O sequenciamento genômico da região ITS confirmou que os isolados pertenciam à seção Flavi e indicou dois principais grupos de interesse clínico. Dessa forma, selecionamos marcadores genéticos (genes AMDS, OMTS, entre outros) com potencial discriminatório para identificar as espécies que constituíam estes grupos. Análises filogenéticas desses genes revelaram oito espécies, duas ainda não descritas. A primeira espécie nova foi filogeneticamente próxima a A. flavus e A. oryzae e a segunda, a A. parasiticus. Além da capacidade de provocar infecções invasivas no homem, as duas espécies novas produziram aflatoxinas. Dos 28 isolados clínicos estudados, A. flavus foi a espécie mais prevalente (42,8%). Em relação aos isolados ambientais, A. oryzae foi o mais frequente (63%), sendo também o mais prevalente em amostras isoladas de ambiente hospitalar, respondendo por 65,1% (15/23) dos isolados. Ademais, as espécies da seção Flavi apresentaram padrões heterogêneos de susceptibilidade aos antifúngicos testados. A terbinafina e as equinocandinas foram os agentes antifúngicos mais ativos in vitro contra os isolados. Posaconazol foi o triazólico com maior atividade in vitro para as espécies estudadas. Concluindo, este foi o primeiro estudo brasileiro mostrando a grande heterogeneidade de espécies da seção Flavi isoladas de ambiente e de clínica, que também são diferentes em relação à sensibilidade. Encontramos duas novas espécies causando infecção humana demonstrando, dessa forma, a emergência de novos patógenos em pacientes imunocomprometidos.
As espécies de Aspergillus seção Flavi têm sido extensivamente estudadas principalmente pela capacidade de causar infecções, doenças e produzir aflatoxinas. Não há nenhum método que seja isoladamente acurado no reconhecimento de espécies do gênero Aspergillus. Em virtude deste tipo de inconsistência, a abordagem polifásica para discriminação de espécies tem sido proposta. O objetivo do presente estudo foi reconhecer a verdadeira identidade de 74 isolados (28 clínicos e 46 ambientais) de Aspergillus depositados nos bancos de fungos filamentosos do Laboratório Especial de Micologia/Brasil e da Facultat de Medicina i Ciències de la Salut de Reus/Espanha, com identificação sugerida de espécies pertencentes à seção Flavi. Para tanto, o estudo foi baseado na abordagem polifásica (uma combinação de diferentes dados moleculares, morfológicos, fisiológicos e ecológicos), com uma pertinente comparação dos isolados com cepas tipo e/ ou neotipo utilizadas como referência. Marcadores genéticos foram selecionados para a inferência filogenética dos 74 isolados, sendo explorado o poder discriminatório de seis genes, incluindo a região ITS, genes codificadores de proteínas e estruturais. A caracterização fenotípica foi realizada por meio de análises macro e micromorfológicas, produção de aflatoxinas, assimilação de fontes de carbono e nitrogênio, avaliação da termotolerância e avaliação do perfil de susceptibilidade a 10 antifúngicos. O sequenciamento genômico da região ITS confirmou que os isolados pertenciam à seção Flavi e indicou dois principais grupos de interesse clínico. Dessa forma, selecionamos marcadores genéticos (genes AMDS, OMTS, entre outros) com potencial discriminatório para identificar as espécies que constituíam estes grupos. Análises filogenéticas desses genes revelaram oito espécies, duas ainda não descritas. A primeira espécie nova foi filogeneticamente próxima a A. flavus e A. oryzae e a segunda, a A. parasiticus. Além da capacidade de provocar infecções invasivas no homem, as duas espécies novas produziram aflatoxinas. Dos 28 isolados clínicos estudados, A. flavus foi a espécie mais prevalente (42,8%). Em relação aos isolados ambientais, A. oryzae foi o mais frequente (63%), sendo também o mais prevalente em amostras isoladas de ambiente hospitalar, respondendo por 65,1% (15/23) dos isolados. Ademais, as espécies da seção Flavi apresentaram padrões heterogêneos de susceptibilidade aos antifúngicos testados. A terbinafina e as equinocandinas foram os agentes antifúngicos mais ativos in vitro contra os isolados. Posaconazol foi o triazólico com maior atividade in vitro para as espécies estudadas. Concluindo, este foi o primeiro estudo brasileiro mostrando a grande heterogeneidade de espécies da seção Flavi isoladas de ambiente e de clínica, que também são diferentes em relação à sensibilidade. Encontramos duas novas espécies causando infecção humana demonstrando, dessa forma, a emergência de novos patógenos em pacientes imunocomprometidos.
Descrição
Citação
GONÇALVES, Sarah Santos. Caracterização Genotípica e Fenotípica de Isolados Clínicos e Ambientais Pertencentes a Aspergillus seção Flavi. 2011. Tese (Doutorado) - Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2011.