Caracterização molecular de Escherichia coli de origem humana e alimentar, exposição a bacteriófagos do clone ST131 e sua resposta evolutiva

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dc.contributor.advisorVespero, Eliana Carolina
dc.contributor.authorSoncini, João Gabriel Material
dc.contributor.bancaNakazato, Gerson
dc.contributor.bancaPerugini, Marcia Regina Eches
dc.contributor.bancaKobayashi, Renata Katsuko Takayama
dc.contributor.bancaTano, Zuleica Naomi
dc.coverage.extent103 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2026-08-24T18:56:35Z
dc.date.available2026-08-24T18:56:35Z
dc.date.issued2025-07-29
dc.description.abstractEscherichia coli é um importante microrganismo, com alta capacidade de adquirir genes associados a fatores de virulência e de resistência a antimicrobianos, o que representa um risco alarmante à saúde pública. Nesse contexto, este estudo teve como objetivos: (i) caracterizar genotipicamente 135 isolados de E. coli isoladas de culturas de urina de pacientes da comunidade (n = 59) e de carnes de frango (n = 52) e suína (n = 24) para consumo; e (ii) avaliar a resposta evolutiva do clone ST131 à exposição ao seu bacteriófago lítico. As amostras foram coletadas, entre 2016 e 2019, de pacientes atendidos em Unidades Básicas de Saúde e Pronto Atendimentos, no município de Londrina. A identificação e o teste de sensibilidade foram realizados pelo sistema automatizado VITEK® 2. Os isolados selecionados tiveram seus genomas sequenciados pela plataforma NextSeq (Illumina) e submetidos a análises bioinformáticas para tipagem, identificação de resistoma e viruloma. Posteriormente, foi conduzido um experimento de coevolução entre o isolado E. coli ST131 e seu bacteriófago por 30 dias, com transferências seriadas em meio nutritivo, monitorando-se a contagem bacteriana, a atividade fágica e a resistência bacteriana. A contagem bacteriana e a suscetibilidade a fagos foram avaliadas por spot tests em ágar, enquanto a suscetibilidade a drogas antimicrobianas foi realizada por testes padrão de diluição em ágar. No estudo de vigilância, os principais sequence types encontrados foram ST131 (n = 14), ST38 (n = 10), ST648 (n = 9) e ST354 (n = 7). O ST131 (filogrupo B2) predominou em isolados humanos, enquanto o ST38 (filogrupo D) predominou em amostras de carne. A mutação do gene gyrA (n = 106) foi o mais frequente entre as amostras, enquanto a ESBL mais prevalente foi blaCTX-M-55 (n = 38). Genes de virulência, como gad (n = 107) e iss (n = 101) foram mais comuns entre os isolados. Durante o experimento de coevolução, um total de 40 isolados de E. coli e seus respectivos 40 fagos coevoluídos foram analisados. Entre os principais achados, observou-se o aumento progressivo da resistência ao fago, entretanto, os isolados mantiveram ou aumentaram a suscetibilidade às drogas antimicrobianas. Em 72,7% dos isolados, o perfil de suscetibilidade aos antimicrobianos foi mantido, e em 17,6% houve diminuição, sugerindo um custo adaptativo da resistência fágica. Esses achados ressaltam a complexa epidemiologia de E. coli resistente em ambientes comunitários e alimentares, além de destacar a importância de compreender a interação bactéria-fago. Estudos futuros são necessários para elucidar esses mecanismos e avançar na aplicação clínica da fagoterapia
dc.description.abstractother1Escherichia coli is a significant microorganism, with a remarkable ability to acquire genes associated with virulence factors and antimicrobial resistance, representing an alarming public health concern. In this context, this study aimed to: (i) genotypically characterize 135 E. coli isolates obtained from urine cultures of community patients (n = 59) and from chicken (n = 52) and pork (n = 24) meat intended for consumption; and (ii) evaluate the evolutionary response of the ST131 clone to exposure to its lytic bacteriophage. Samples were collected between 2016 and 2019 from patients attending Basic Health Units and Emergency Care Units in Londrina, Brazil. Identification and antimicrobial susceptibility testing were performed using the automated VITEK® 2 system. The selected isolates had their genomes sequenced using the NextSeq (Illumina) platform and were subjected to bioinformatics analyses for sequence typing, resistome, and virulome profiling. Subsequently, a coevolution experiment was conducted between E. coli ST131 and its bacteriophage over 30 days, with serial transfers in nutrient medium, monitoring bacterial counts, phage activity, and bacterial resistance. Bacterial counts and phage susceptibility were assessed using agar spot tests, while susceptibility to antimicrobial drugs was evaluated by standard agar dilution tests. In the surveillance study, the main sequence types identified were ST131 (n = 14), ST38 (n = 10), ST648 (n = 9), and ST354 (n = 7). ST131 (phylogroup B2) predominated among human isolates, while ST38 (phylogroup D) was more frequent in meat samples. The gyrA gene mutation (n = 106) was the most frequent among the isolates, and the most prevalent ESBL gene was blaCTX-M-55 (n = 38). Virulence genes such as gad (n = 107) and iss (n = 101) were the most commonly detected. During the coevolution experiment, a total of 40 E. coli isolates and their corresponding 40 coevolved phages were analyzed. Among the main findings, there was a progressive increase in phage resistance; however, the isolates maintained or even increased their susceptibility to antimicrobial drugs. In 72.7% of the isolates, the antimicrobial susceptibility profile was maintained, and in 17.6% it decreased, suggesting an adaptive cost of phage resistance. These findings highlight the complex epidemiology of resistant E. coli in community and food environments and suggest phage therapy as a promising strategy. Further studies are needed to understand the underlying mechanisms and optimize the clinical application of phage therapy
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/19544
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCS - Departamento de Patologia, Análises Clínicas e Toxicológicas
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Fisiopatologia Clínica e Laboratorial
dc.subjectResistência antimicrobiana
dc.subjectOne health
dc.subjectST131
dc.subjectFagoterapia
dc.subjectEvolução experimental
dc.subjectEscherichia coli
dc.subjectSaúde única
dc.subjectTerapia por fagos
dc.subject.capesCiências da Saúde - Medicina
dc.subject.cnpqCiências da Saúde - Medicina
dc.subject.keywordsAntimicrobial resistance
dc.subject.keywordsOne health
dc.subject.keywordsST131
dc.subject.keywordsPhage therapy
dc.subject.keywordsExperimental evolution
dc.subject.keywordsEscherichia coli
dc.subject.keywordsPhage therapy
dc.titleCaracterização molecular de Escherichia coli de origem humana e alimentar, exposição a bacteriófagos do clone ST131 e sua resposta evolutiva
dc.title.alternativeMolecular characterization of Escherichia coli from human and food sources, exposure of the ST131 clone to bacteriophage and its evolutionary response
dc.typeTese
dcterms.educationLevelDoutorado
dcterms.provenanceCentro de Ciências da Saúde

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