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Caracterização de sistemas de bombas de efluxo de Aliarcobacter butzleri

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Abstract(s)

Aliarcobacter butzleri Ć© um enteropatogĆ©neo emergente reconhecido como a quarta espĆ©cie mais comum em amostras diarreicas entre os Campylobacter-like organisms, encontrando-se na lista de microrganismos considerados um perigo grave para a saĆŗde humana, pela ComissĆ£o Internacional em EspecificaƧƵes Microbiológicas para Alimentos. Este organismo patogĆ©nico Ć© conhecido por apresentar mĆŗltipla resistĆŖncia a antibióticos, podendo assim originar um problema no tratamento de infeƧƵes causadas por esta bactĆ©ria. Informação prĆ©via acerca desta bactĆ©ria sugere que a mesma contĆ©m diversos sistemas putativos de efluxo que permanecem por caracterizar, e que poderĆ£o ter um papel relevante como mecanismos de resistĆŖncia a antimicrobianos. Assim, com este trabalho pretendeu-se estudar o papel de cinco sistemas de efluxo distintos, todos da famĆ­lia "Resistance nodulation cell division". Para tal, o estudo foi iniciado com construção de mutantes de A. butzleri, utilizando uma estirpe naturalmente transformĆ”vel(AB28/11), atravĆ©s da interrupção dos genes codificantes da proteĆ­na de membrana interna responsĆ”vel pelo reconhecimento do substrato. Dos cinco sistemas em estudo só foi possĆ­vel gerar mutantes para trĆŖs, onde se procedeu Ć  interrupção dos genes areB, areE e areG, correspondentes Ć s bombas de efluxo AreABC, AreDEF e AreGHI, respetivamente. A construção dos mutantes foi confirmada pela tĆ©cnica de ā€œReverse Transcription-Polimerase Chain Reactionā€. Posteriormente, foram realizados uma sĆ©rie de testes para comparação entre os mutantes e a estirpe parental. Quanto ao crescimento bacteriano nĆ£o foram observadas diferenƧas significativas entre estirpes. De seguida, foi avaliada a contribuição de cada sistema de efluxo em estudo para a resistĆŖncia a antibióticos, sais biliares e biocidas, pela determinação da concentração mĆ­nima inibitória pelo mĆ©todo de microdiluição. Os resultados mostram que: a inativação do gene areG teve um impacto na resistĆŖncia a cinco das seis classes de antibióticos testadas, bem como na resistĆŖncia a diversos biocidas; a inativação do gene areB teve um impacto na resistĆŖncia Ć s cefalosporinas, estreptomicina, fluoroquinolonas e macrólidos; o perfil fenotĆ­pico de resistĆŖncia do mutante AB28/11?areE foi semelhante Ć  estirpe parental. Para alĆ©m disso, procedeu-se Ć  avaliação do papel do sistema de efluxo na acumulação intracelular de compostos, usando um mĆ©todo de fluorescĆŖncia, que avaliou a acumulação de brometo de etĆ­dio, nas estirpes parental e mutantes. Esta avaliação demonstrou que a bomba AreABC apresenta um papel importante na extrusĆ£o de compostos tóxicos, visto que se observou uma maior acumulação de brometo de etĆ­dio do que a observada para a estirpe parental, demonstrando uma menor atividade global dos sistemas de efluxo das cĆ©lulas. Em suma, com este trabalho foi possĆ­vel caraterizar o papel dos sistemas de efluxo AreABC, AreDEF e AreGHI na resistĆŖncia de A. butzleri, tendo-se destacado o potencial papel dos sistemas AreABC e AreGHI para a multirresistĆŖncia desta bactĆ©ria.
Aliarcobacter butzleri is an emerging enteropathogen recognized as the fourth most common species in diarrheal samples among the Campylobacter-like organisms, being on the list of microorganisms considered to be a serious hazard to human health according to the International Commission on Microbiological Specifications for Food. This pathogenic organism is known to be multidrug resistant, which may cause complications in the treatment of infections caused by this bacterium. Previous studies regarding this bacterium suggest that it contains several putative efflux systems that remain to be characterized, and these may have a relevant role as mechanisms of resistance to antimicrobials. This study aimed to evaluate the role of five different efflux systems from the Resistance nodulation cell division pump family. To this end, the study started with the construction of A. butzleri mutants, using a naturally transformable strain (AB28/11), by interrupting the genes coding for the inner membrane protein responsible for substrate recognition. From the five systems under study, it was only possible to generate mutants for thee of them, where the genes areB, areE and areG, from to the AreABC, AreDEF and AreGHI efflux pumps, respectively, were interrupted. The construction of the mutants was confirmed by the technique of reverse transcription-polymerase chain reaction. Subsequently, a series of tests were carried out to compare the mutants and the parental strain. As for bacterial growth, no significant differences were observed among strains. Then, the contribution of each efflux system under study for resistance to antibiotics, bile salts and biocides was evaluated, by determining the minimum inhibitory concentration through the microdilution method. Following this, the results showed that: inactivation of the areG gene had an impact on resistance to five of the six classes of antibiotics tested, as well as on the resistance to several biocides; the inactivation of the areB gene had an impact on resistance to cephalosporins, streptomycin, fluoroquinolones and macrolides; the resistance phenotype of the mutant AB28/11?areE was similar to the one of the parental strain. In addition, the role of the efflux system in the intracellular accumulation of compounds was evaluated using a fluorescence method, which evaluated the accumulation of ethidium bromide, in parental and mutant strains. This assay showed that the pump AreABC provides an important role in the extrusion of toxic compounds, since a higher accumulation than the observed for the parental strain was observed, showing a reduced global activity of the efflux systems. In sum, with this work we were able to characterize the role of the AreABC, AreDEF and AreGHI pumps in the resistance of A. butzleri, focusing on the potential role of the AreABC and AreGHI systems on multidrug resistance of this bacterium.

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Aliarcobacter Butzleri Antibióticos Resistência Sistemas de Efluxo

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