Gene floR e a resistência ao florfenicol em isolados de Aeromonas spp. autóctones de organismos aquáticos / Gene floR and resistance to florfenicol in isolated Aeromonas spp. indigenous aquatic organisms

RESUMO

O gene floR descrito é descrito pela literatura como o responsável pela resistência ao florfenicol, que é um antimicrobiano amplamente utilizado na aquicultura. Esse gene já foi relatado em muitas espécies de bactérias, inclusive no gênero Aeromonas. Essas bactérias causam alta mortalidade na piscicultura trazendo prejuízos econômicos. É importante que haja estudos sobre esse gene e possíveis mutações que possam levar a alterações na estrutura e função da proteína. Os objetivos desse estudo foram caracterizar o gene floR em isolados de Aeromonas spp. obtidas do Vale do São Francisco e verificar se a presença desse gene está associada com a resistência ao florfenicol. Foram realizadas reações em cadeia da polimerase (PCR) para a presença do gene floR em 27 isolados de Aeromonas spp.. Amostras positivas para a presença do gene foram sequenciadas e analisadas quanto à presença de polimorfismos por meio de alinhamentos. Os diferentes haplótipos detectados foram utilizados para análises com os programas SIFT e PolyPhen para predição de alteração de função proteica. A modelagem estrutural da proteina codificada pelo gene floR foi realizada com o programa Modeller e, os modelos foram avaliados pelo Procheck, Verify3D e Whatif. A similaridade da estrutura tridimensional da proteína referência com as estruturas tridimensionais das proteínas codificadas pelos diferentes haplótipos foi comparada através do TM-align. A resistência das bactérias ao florfenicol foi avaliada através do teste de microdiluição em caldo, o qual também foi realizado na presença do carbonil cianeto m-clorofenil hidrazona para verificar o efeito da inibição da bomba de efluxo sobre tal resistência. Dos vinte e sete isolados avaliados quanto a presença do gene floR, 14 isolados foram positivos e 10 foram sequenciados, o que permitiu a identificação de três polimorfismos no gene floR, que levaram a construção de três haplótipos diferentes (TAA, TTA e CTG). As análises realizadas com os programas SIFT e PolyPhen apontaram que os haplótipos TTA e TAA provavelmente poderiam alterar a estrutura e função da proteína. As proteínas modeladas para os três haplótipos demonstraram possuir praticamente a mesma conformação estrutural entre si. Todos os isolados que apresentaram o gene foram resistentes ao florfenicol e aqueles que não apresentavam foram sensíveis. O teste na presença do Carbonil Cianeto m-Clorofenil Hidrazona foi realizado para três isolados, cada isolado representando um haplótipo, sendo possível observar a inibição do crescimento bacteriano em todas as concentrações independente do haplótipo. Os resultados obtidos nesse estudo mostram que a resistência ao flofenicol em Aeromonas spp. pode ser explicada pela presença do gene floR, e que esse gene está relacionado com uma bomba de efluxo. As mutações verificadas no gene floR, parecem não estar envolvidas com alteração de estrutura e função da proteína codificada por esse gene.(AU)

ABSTRACT

The floR gene is described in related literature as responsible for resistance to florfenicol, which is a widely used antimicrobial agent in aquaculture. This gene has been reported in many species of bacteria, including the genus Aeromonas. These bacteria cause high mortality in fish farming bringing economic losses. It is important that studies of this gene and possible mutations that can lead to changes in the structure and function of the protein. The aim of this study was to characterize the floR gene in isolates of Aeromonas spp. and check if the presence of this gene is associated with resistance to florfenicol in Aeromonas spp. obtained from the San Francisco Valley. PCR (Polymerase Chain Reaction) were also performed to verify the presence of the floR gene in 27 isolates of Aeromonas spp. Positive samples for the presence of the gene were sequenced and analyzed for the presence of polymorphisms using alignments. Different haplotypes detected were used for analysis with the SIFT and PolyPhen programs for prediction of changes in protein function. The structural modeling of protein encoded by the floR gene was performed using the Modeller software, and the models were evaluated by Procheck, Verify3D and Whatif. The similarity of the dimensional structure of reference protein with the dimensional structures of the proteins encoded by the different haplotypes was compared by TM-align. Bacterial resistance to florfenicol was assessed by the microdilution test, which was also performed in the presence of carbonyl cyanide m-chlorophenyl hydrazone to verify the effect of inhibiting the efflux pump. 14 isolates were positive for the presence of floR gene and 10 were sequenced and allowed the identification of three polymorphisms in the floR gene, which led to construction of three different haplotypes (TAA TTA and CTG). The analyzes carried out with the SIFT and PolyPhen programs showed that the TTA and TAA haplotypes could probably change the protein structure-function. Proteins modeled for the three haplotypes were found to have substantially the same structural conformation with each other. All isolates presenting the gene were resistant to florfenicol and those who did not have were sensitive. The test in the presence of carbonyl cyanide m-chlorophenylhydrazone was conducted for three isolates, representing each single haplotype and was observed inhibition of bacterial growth at all concentrations independent of the haplotype. The results of this study show that resistance to flofenicol in Aeromonas spp. may be explained by the presence of floR gene and that this gene is associated with an efflux pump. Mutations observed in floR gene do not appear to be involved with chenges in structure and function of the protein encoded by gene.(AU)