Identificação de fatores de virulência e genes de resistência a antibióticos em bactérias do gênero Serratia através da genômica populacional, bioinformática e ciência de dadosvoltar para a edição atual

Serratia são bactérias gram-negativas que pertencem à família Yersiniaceae. Elas são encontradas associadas a uma ampla variedade de ambientes, como água, solo, plantas, insetos e animais vertebrados, podendo causar infecções nesses últimos. Enquanto, a frequência de infecções em humanos saudáveis pela principal espécie, S. marcescens, ainda é relativamente baixa, pacientes hospitalizados são mais acometidos. Logo, S. marcescens caracteriza-se como um patógeno oportunista, principalmente associado a infecções hospitalares, que pode infectar o sistema respiratório e urinário, mas também provocar quadros de bacteremia, septicemia, meningite e até endocardite. Os fatores de virulência que permitem a colonização dos diferentes tecidos do hospedeiro e promovem a patogenicidade, driblando os mecanismos de defesa do hospedeiro, ainda são poucos conhecidos nesse grupo bacteriano. Devido a inúmeras dificuldades de se estudar fatores de virulência in vivo em modelos experimentais e levando em consideração a crescente disponibilidade de genomas e bases de dados de fatores de virulência e genes de resistência a antibióticos, a bioinformática e a ciência de dados se mostram alternativas atraentes para estudar esse grupo bacteriano. Neste contexto, o presente subprojeto vem utilizando bibliotecas de ciência de dados em linguagem Python, ferramentas de bioinformática como o Pathogenie, e as base de dados CARD, Resfinder, Arg-Annot, Arg Ranker, VFDB (Virulence Factor Database), para estudar 316 genomas de Serratia, incluindo 117 relacionados a infecções em humanos, 117 ambientais (solo e água), 39 associados a secreções e excretas de humanos (urina, fezes e mucosas), 39 associados a insetos e 4 associados a nematoides. Os resultados obtidos neste estudo mostram que a aquisição de alguns genes relacionados a bombas de efluxo, que conferem resistência a múltiplas classes de antibióticos, ainda se encontra restrita ao grupo de isolados obtidos a partir de infecções. Por outro lado, alguns genes que conferem resistência a aminoglicosídeos e algumas betalactamases, além das infecções, também foram encontrados em isolados de secreções e excretas. Além dessas resistências adquiridas, foi revelado que o gênero Serratia possui resistência intrínseca a alguns antibióticos, devido a genes de resistência comum a praticamente todos os isolados, e que provavelmente foram herdados do ancestral comum que formou o gênero. Em alguns isolados foram encontrados genes de fatores de virulência, como o que codifica para o sideróforo do tipo yersiniabactina, prevalente entre os membros da família Enterobacteriaceae, cujo papel é obter ferro para o permitir o desenvolvimento bacteriano dentro dos tecidos do hospedeiro; e outro que codifica para a enterotoxina 1 estável ao calor, também encontrada em de E. coli enteroagregativa (EST1).