Fatores de Viruência e resposta à bile de Aeromonas veronii bv sobria 312M

Abstract

Resumo: Aeromonas veronii biovar sobria são bacilos Gram-negativos onipresentes em ambientes aquáticos e associados a doenças humanas, como infecções em feridas, septicemia e diarreia. Neste trabalho apresentamos o draft do genoma, identificamos características de virulência associadas a estirpe A. veronii biovar sobria 312M e verificamos a sua resposta ao sal biliar desoxicolato de sódio. A estirpe teve sua identidade confirmada pelo ANI e expressou características associadas com virulência como beta-hemólise, motilidade swimming e swarming e capacidade de formar biofilme. Mostrou resistência à ampicilina, ampicilina/sulbactam e amoxicilina-ácido clavulânico. O genoma de A. veronii biovar sobria 312M contém 4,57 Mbp com 58,6% de GC e 4262 sequências codificadoras. Diversas vias completas associadas ao metabolismo do carbono foram identificadas no genoma, incluindo glicólise e gliconeogênese, ciclo do ácido tricarboxílico, utilização de frutose, galactose, manitol, sacarose, maltose e N-acetil- D-glucosamina, que podem contribuir para a colonização do hospedeiro. Um grande número de genes associados à virulência foi encontrado no genoma, como os genes que codificam os flagelos polar e lateral; Tipo I pilus, Tap, Msh e Flp tipo IV pilus; enterotoxina citotônica termolábil, enterotoxina citotóxica e hemolisinas; sistemas de secreção tipo II, III e VI. Os genes de resistência antimicrobiana que codificam a oxacilinase classe D AmpS e a carbapenemase classe B de espectro estreito foram identificados. Em relação a resposta de A. veronii bv sobria ao sal biliar desoxicolato de sódio verificou-se que a exposição da bactéria a este agente aumenta a adesão a células HeLa e confere resistência à polimixina. Além disso, o transcriptoma revelou que quando exposta ao sal biliar, A. veronii bv sobria apresentou diversos genes diferencialmente expressos, sendo que a qPCR confirmou que os genes NupC (envolvidos no transporte de nucleotídeos), FliQ (relacionado a Biossíntese flagelar) e hemolisina foram reprimidos, enquanto os genes PhoP (proteína reguladora transcricional), aaABC (transportador ABC), L-PSO (endoribonuclease), PotB (transportador ABC), SmrB (endonuclease) e tetR (regulador transcricional) tiveram sua expressão induzida na presença de desoxicolato de sódio. Em conclusão, os dados sugerem que A. veronii biovar sobria 312M possui alto potencial de virulência, apresenta resistência a classes limitadas de antimicrobianos, e que o estresse com o sal biliar aumenta a adesão de A. veronii bv sobria facilitando o contato com o hospedeiro e provavelmente está associado com modificações do lipídeo A. Os resultados também sugerem que a resposta de Aeromonas ao sal biliar é estirpe dependente.

Abstract: Aeromonas veronii biovar sobria are Gram-negative bacilli ubiquitous in aquatic environments and associated with human diseases such as wound infections, septicemia and diarrhea. In this work we present the genome draft, virulence characteristics associated with A. veronii biovar 312M and verified its response to bile salt deoxycholate sodium. The strain had its identity confirmed by ANI and expressed characteristics associated with virulence such as beta-hemolysis, swimming and swarming motility and biofilm forming ability. It showed resistance to ampicillin, ampicillin / sulbactam and amoxicillin-clavulanic acid. The genome of A. veronii biovar sobria 312M contains 4.57 Mbp with 58.6% GC and 4262 coding sequences. Several complete pathways associated with carbon metabolism have been identified in the genome, including glycolysis and gluconeogenesis, tricarboxylic acid cycle, use of fructose, galactose, mannitol, sucrose, maltose and N-acetyl-D-glucosamine, which may contribute to the colonization of host. A large number of genes associated with virulence were found in the genome, such as the genes encoding the polar and lateral flagella; Type I pilus, Tap, Msh and Flp type IV pilus; thermolabile cytotoxic enterotoxin, cytotoxic enterotoxin and hemolysins; secretion systems type II, III and VI. Antimicrobial resistance genes encoding the class D oxacillinase AmpS and the narrow spectrum class B carbapenemase were identified. Regarding the response of A. veronii bv to sodium bile salt deoxycholate, it was found that exposure of the bacterium to this agent increases adhesion to HeLa cells and confers resistance to polymyxin. In addition, the transcriptome revealed that when exposed to bile salt, A. veronii bv sobria presented several differentially expressed genes, with qPCR confirming that the NupC (involved in nucleotide transport), FliQ (related to flagellar Biosynthesis) and hemolysin were repressed while PhoP (transcriptional regulatory protein), aaABC (ABC transporter), LPSO (endoribonuclease), PotB (ABC transporter), SmrB (endonuclease) and tetR (transcriptional regulator) genes had their expression induced in the presence of deoxycholate of sodium. In conclusion, the data suggest that A. veronii biovar sobria 312M has high virulence potential, presents resistance to limited classes of antimicrobials, and that stress with bile salt increases the adhesion of A. veronii bv sobria facilitating contact with the host and is probably associated with modifications of lipid A. The results also suggest that the response of Aeromonas to bile salt is strain dependent.