Sequenciamento do Genoma Completo do Mycobacterium bovis como instrumento de Sistema de Vigilância no Estado de Santa Catarina

RESUMO

Apesar de vários países terem erradicado a tuberculose bovina, o seu combate tem sido desafiador. Existem várias razões para a infecção residual nesses locais e a dinâmica da transmissão do Mycobacterium bovis ainda é pouco compreendida. O rastreamento da transmissão recente e suas redes de transmissão são essenciais no controle da tuberculose bovina. No entanto, as ferramentas clássicas de genotipagem não possuem poder discriminatório para determinar as rotas de transmissão e a temporalidade do foco de tuberculose bovina em uma área geográfica. Recentemente, esta abordagem epidemiológica pode ser realizada pelo sequenciamento do genoma completo (WGS), porém ainda não padronizada para facilitar investigações maiores, abrangendo diferentes laboratórios ou rastreamento de focos de tuberculose bovina. Com base nisso, objetivou-se analisar o Sequenciamento do Genoma Completo pela técnica do cgMSLT como ferramenta de Vigilância da Tuberculose Bovina no Estado de Santa Catarina. Este estudo forneceu a primeira descrição sobre a diversidade filogenética de isolados de M. bovis do Brasil baseado na análise do cgMSLT. Além disso, é a primeira confirmação independente do esquema cgMLST para o Complexo Mycobacterium tuberculosis, utilizada em isolados clínicos de M. bovis de amostras obtidas de bovinos com bTB, resultando -se na identificação de 11 Tipos de Complex. Na pesquisa atual, foi demonstrado que o conhecimento da epidemiologia combinado com dados do WGS pode fornecer um meio para investigações aprofundadas da dinâmica da bTB, destacando aspectos importantes e ainda não quantificados, como a extensão da transmissão entre espécies e a taxa de substituição. O custo decrescente, resolução adicional, e boa evidência com a localização espacial justicam o uso do WGS como ferramenta na vigilância da tuberculose bovina no Estado de Santa Catarina.

ABSTRACT

Although several countries have eradicated bovine tuberculosis, their fight has been challenging. There are several reasons for the residual infection in these sites and the transmission dynamics of Mycobacterium bovis is still poorly understood. Screening of the recent transmission and its transmission networks are essential in the control of bovine tuberculosis. However, the classic genotyping tools do not have discriminatory power to determine the transmission routes and the temporality of the focus of bovine tuberculosis in a geographic area. Recently, this epidemiological approach can be performed by complete genome sequencing (WGS), but not yet standardized to facilitate larger investigations, covering different laboratories or tracing of outbreaks of bovine tuberculosis. Based on this, the objective was to analyze the Whole Genome Sequencing using the cgMSLT technique as a Bovine Tuberculosis Surveillance tool in the State of Santa Catarina. This study provided the first description on the phylogenetic diversity of M. bovis isolates from Brazil based on cgMSLT analysis. In addition, it is the first independent confirmation of the cgMLST scheme for the Mycobacterium tuberculosis Complex, used in clinical isolates of M. bovis from samples obtained from bovines with bTB, resulting in the identification of 11 Complex Types. In current research, it has been shown that knowledge of epidemiology combined with WGS data can provide a means for in-depth investigations of bTB dynamics, highlighting important but not yet quantified aspects such as the extent of transmission between species and the rate of substitution. The decreasing cost, additional resolution, and good evidence for spatial location justify the use of WGS as a tool in the surveillance of bovine tuberculosis in the State of Santa Catarina.