Salmonella tem resistência a diferentes classes de antibióticos

Bactéria comum que causa infecção alimentar resiste a diferentes classes de antibióticos utilizados para o tratamento da doença, indica estudo genômico. Pesquisa também identificou 39 genes responsáveis pela resistência

Peter Moon  |  Agência FAPESP – Entre 2000 e 2015, foram registrados pelo Ministério da Saúde em todo o Brasil 11.524 surtos de doenças transmitidas por alimentos, contabilizando 219.909 doentes e 167 óbitos. O principal agente causador dos surtos de infecções alimentares, diarreia e gastroenterites são as bactérias, sendo as mais frequentes aquelas do gênero Salmonella, com 31,7 mil casos diagnosticados (14,4% do total), seguidas por Staphylococcus aureus (7,4%) e Escherichia coli (6,1%).

Outro levantamento, feito pelo Ministério do Desenvolvimento Social, dá conta de que 42,5% dos surtos alimentares confirmados laboratorialmente no Brasil de 1999 a 2009 tiveram como agente etiológico bactérias do gênero Salmonella.

Na Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP) da Universidade de São Paulo, um grupo liderado pela professora Juliana Pfrimer Falcão se dedica à investigação genômica das principais bactérias envolvidas nas doenças diarreicas agudas. Em trabalho publicado na revista PLOS ONE, as biomédicas Amanda Aparecida Seribelli e Fernanda Almeida, do grupo de Falcão, sequenciaram e investigaram o genoma de 90 amostras (ou cepas) de uma sorovariedade específica da Salmonella enterica chamada Salmonella Typhimurium (abreviação de Salmonella enterica subespécie 1 serotipo Typhimurium).

As 90 amostras foram isoladas entre 1983 e 2013 no Instituto Adolfo Lutz de Ribeirão Preto e na Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz) do Rio de Janeiro. Elas fornecem um retrato da epidemiologia de salmonelose no Brasil nos últimos 30 anos, pois são provenientes de todas as regiões do país, tendo sido coletadas em pacientes acometidos por infecções alimentares, ou então em alimentos contaminados, como carne aviária e carne suína, incluindo embutidos, ou então vegetais como alface, entre outros.

“De humanos, recebemos amostras de sangue, de abscesso cerebral e fezes diarreicas", disse Seribelli à Agência FAPESP.

Ao testar a ação dos antibióticos em cada uma das 90 cepas, descobriu-se que a grande maioria delas se mostrou resistente a diferentes classes de antibióticos que fazem parte do arsenal da medicina. O estudo também resultou na identificação de 39 genes responsáveis pela resistência aos antibióticos.

Participam do trabalho pesquisadores da Fiocruz, da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias da Universidade Estadual Paulista (Unesp) e do Instituto Adolfo Lutz. O sequenciamento das 90 cepas de Salmonella Typhimurium foi realizado no Food and Drug Administration (FDA), a agência federal norte-americana responsável pela fiscalização da qualidade de alimentos e medicamentos, durante o doutorado sanduíche de Fernanda Almeida.

A análise comparativa do genoma, do transcriptoma e da caracterização fenotípica de linhagens de Salmonella Typhimurium isoladas de humanos e alimentos no Brasil teve apoio da FAPESP, do FDA e da Capes.

Salmonelose

Salmonella é um gênero extremamente heterogêneo, composto por duas espécies: Salmonella bongori e Salmonella enterica. Esta última é a maior responsável pelos casos de infecção alimentar no Brasil e no mundo. O trato intestinal do homem e dos animais é o principal reservatório natural deste patógeno, sendo os alimentos de origem aviária e suína importantes vias de transmissão.

Existem seis subespécies da bactéria Salmonella enterica, que são por sua vez subdivididas em outras 2,6 mil sorovariedades. Sorovariedades são variantes dentro de uma mesma espécie, que é a caracterização de um microrganismo pela identificação de seus antígenos.

Entre as subespécies de Salmonella enterica, a mais importante do ponto de vista epidemiológico é S. enterica subespécie enterica, causadora da infecção alimentar chamada salmonelose. Os sintomas são diarreia, febre, cólicas abdominais e vômitos.

S. enterica subespécie enterica é a principal responsável pelos 31,7 mil casos de salmonelose identificados no Brasil entre 2000 e 2015. Entre suas diversas sorovariedades, as mais frequentemente isoladas são S. Typhimurium e S. Enteritidis.

S. Enteritidis é uma das principais sorovariedades causadoras de salmonelose e se disseminou a partir de uma pandemia iniciada na Europa nos anos 1990. Já S. Typhimurium era a sorovariedade que prevalecia antes da pandemia, mas que nem por isso deixou de continuar causando infecções.

Almeida conta que todas as 90 amostras analisadas no estudo pertencem às bactérias da sorovariedade S. Typhimurium. No mesmo laboratório de Análises Clínicas, Toxicológicas e Bromatológicas da FCFRP, outro pesquisador faz no momento o sequenciamento e análise de amostras da sorovariedade S. Enteritidis.

Com relação à sorovariedade S. Typhimurium, coube a Almeida levar as 90 amostras aos Estados Unidos, em 2015. “Lá, elas tiveram o genoma sequenciado no Centro de Segurança Alimentar e Nutrição Aplicada do FDA, em Maryland, sob a supervisão do pesquisador Marc W. Allard”, disse.

O genoma de S. Typhimurium possui 4,7 milhões de pares de base. Fazendo as contas, percebe-se que o trabalho gerou uma montanha de dados. Mais especificamente 423 milhões de bases, correspondentes à soma dos 90 genomas.

De volta a Ribeirão Preto, Almeida dividiu com Seribelli a tarefa de destrinchar e comparar os genomas das diversas cepas, com vistas a entender sua diversidade e a relação evolutiva que existe entre as diferentes cepas.

Segundo Almeida, a técnica utilizada foi a genotipagem com SNPs (pronuncia-se “snips”, sigla em inglês para “polimorfismos de nucleotídeo único”). Trata-se de um processo para identificar a composição genética (genótipo) de cada cepa, examinando sua sequência de DNA. Os SNPs são um dos tipos mais comuns de marcadores de variação genética. Os resultados filogenéticos separaram as 90 cepas de S. Typhimurium em dois grandes grupos, A e B.

“O grupo das amostras coletadas em alimentos difere daquele grupo de amostras coletadas em pacientes humanos. Isolados alimentares foram distribuídos nos grupos A e B em relativamente números similares, sugerindo que há mais de um subtipo em circulação no Brasil. Isolados de humanos, foram mais prevalentes no grupo B, o que sugere a existência de um subtipo provavelmente mais adaptado entre as cepas isoladas de humanos no país”, disse Seribelli.

Outra parte importante da pesquisa visou aferir o grau de resistência aos antibióticos de cada uma das 90 cepas. De acordo com o trabalho, 65 (72,2%) das 90 cepas de S. Typhimurium se mostraram resistentes aos antibióticos da classe das sulfonamidas, 44 (48,9%) cepas eram resistentes à estreptomicina, 27 (30%) à tetraciclina, 21 (23,3%) à gentamicina e sete (7,8%) eram resistentes às cefalosporinas.

Origem da resistência

O trabalho com SNPs identificou um total de 39 genes de resistência a diferentes classes, como aminoglicosídeos, tetraciclinas, sulfonamidas, trimetoprim, beta-lactâmicos, fluoroquinolonas, fenicol e macrolídeos. Também se constatou a ocorrência de mutações pontuais em alguns dos genes, como gyrA, gyrB, parC e parE.

"Chama a atenção a resistência de S. Typhimurium a antibióticos que podem ser utilizados no tratamento da doença. São drogas que estão à disposição dos médicos para o combate a infecções que apresentam resistência. São a segunda linha de defesa, quando os microrganismos não são mortos pelo sistema imunológico do paciente, uma vez que normalmente a salmonelose é uma doença autolimitada e que não precisa do uso de antibióticos. O maior problema é quando isso falha e a bactéria torna-se invasiva”, disse Seribelli.

Outro ponto que chamou a atenção dos cientistas foram os diferentes graus de resistência das cepas, quando distribuídas ao longo dos 30 anos de coletas.

"As amostras de S. Typhimurium coletadas em meados de 1990 tinham maior resistência aos antibióticos do que aquelas que passaram a circular entre a população após esse período. A possível explicação para isso está na emergência, no início dos anos 90, da sorovariedade S. Enteritidis, que se tornou desde então um dos principais agentes nos casos de salmonelose”, disse Seribelli.

A sorovariedade S. Enteritidis é conhecida desde os anos 1950, porém respondia por uma quantidade menor de casos no conjunto da epidemiologia de Salmonella. Isso mudou radicalmente a partir da mencionada pandemia de S. Enteritidis na Europa na virada dos anos 1980 para os anos 1990, que se espalhou pelo mundo.

"Desde então, S. Enteritidis é uma das sorovariedades mais prevalentes no Brasil e no mundo. Portanto, é uma sorovariedade que também pode ser combatida com o uso de antibióticos caso seja necessário”, disse Seribelli.

Almeida explica que S. Typhimurium ainda permanece sendo uma das principais sorovariedades isoladas de humanos, animais e alimentos no Brasil e no mundo.

A partir da pandemia de S. Enteritidis em meados de 1990 o número de cepas resistentes aparentemente diminuiu em relação às cepas de antes dos anos 90, porém não sabemos se a virulência dessas cepas aumentou para que elas se adaptassem nesse novo nicho.

“O principal resultado do trabalho foi descobrir a grande quantidade de genes de resistência a antimicrobianos encontrados nas amostras, considerando que são amostras isoladas de humanos e alimentos. Constata-se que existe hoje no Brasil um risco muito grande de contaminação a partir dos alimentos com linhagens de Salmonella resistentes a antimicrobianos”, disse Almeida à Agência FAPESP.

O artigo Phylogenetic and antimicrobial resistance gene analysis of Salmonella Typhimurium strains isolated in Brazil by whole genome sequencing (doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0201882) de Fernanda Almeida, Amanda Aparecida Seribelli, Marta Inês Cazentini Medeiros, Dália dos Prazeres Rodrigues, Alessandro de Mello Varani, Yan Luo, Marc W. Allard e Juliana Pfrimer Falcão, pode ser lido em http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0201882.