Epidemiologia genômica de Bordetella pertussis no Brasil / Genomic epidemiology of bordetella pertussis in Brazil

RESUMO

A coqueluche, ou pertússis, é uma doença do trato respiratório causada principalmente pela bactéria Bordetella pertussis. Após 50 anos de vacinação, pertussis reemergiu, passando a ser a doença imunoprevinível mais frequente mesmo em países desenvolvidos. Várias são as hipóteses para a reemergência de pertússis, uma delas é a adaptação do patógeno frente à vacinação. Linhagens contemporâneas de B. pertussis diferem de linhagens do período pré-vacinal, especialmente em genes codificadores de proteínas usadas na produção de vacinas acelular. Esta re-emergência também tem sido observada no Brasil, assim, realizamos a caracterização genética por MLST baseado nesses genes, de 26 isolados B. pertussis de surtos de três regiões brasileiras (Norte, Sul e Nordeste). Foram identificados dois perfis alélicos, em 24 isolados prn2-ptxS1A-fim3B-ptxP3, de surtos (2008-2013) de Alagoas, Pernambuco e Rio Grande do Sul - e o perfil prn2-ptxS1A-fim3A-ptxP3 , em dois isolados de Pará/2004. Análises filogenéticas agruparam esses perfis com isolados do período pós vacinal de outras partes do globo. Deste conjunto, três do perfil mais frequente e um do perfil menos frequente, tiveram seus genomas sequenciados na plataforma GS 454 Junior. A comparação desses genomas com outros genomas de B. pertussis disponíveis em dados públicos não identificou SNPs ou genes únicos que caracterizassem os isolados do Brasil. Este estudo desenvolveu uma metodologia que permitiu definir a posição da IS481 nos genomas, e uma delas corresponde a um gene relacionado a regulação da transcrição da família MarR, Análise filogenômica, baseada em 826 SNPs, demonstrou que os isolados recentes do Brasil da linhagem pandêmica que presente em todos os continentes, exceto a África...

ABSTRACT

Pertussis more commonly referred as whooping cough is respiratory tract diseasemainly caused by the bacteria B. pertussis. After 50 years of vaccination pertussisremerged, becoming the most frequent vaccine preventable disease in developedcountries. Many hypotheses have been proposed for the re-emergence of pertussis,one being the pathogen adaptation in a vaccinated environment. Current pertussisstrains are different than those from the prevaccination era, especially in genes thatcode for proteins used in acelluar pertussis vaccines. This re-emergence is alsoobserved in Brazil, therefore we characterized 26 isolates from 3 regions of Brazil(North,South,Northeast) using an MLST approach based on these genes. We identifiedtwo allelic profiles, 24 isolates from the states of Rio Grande do Sul (2008-2009),Alagoas (2008-2009), Pernambuco (2013) and Pará (2004) presented the prn2-ptxS1A-fim3B-ptxP3 allelic profile, while 2 isolates from Pará (2004) presented theprn2-ptxS1A-fim3A-ptxP3 allelic profile. Phylogenetic analysis branch these two allelicprofiles along with other post vaccination isolates around the globe. Four isolates, threefrom the dominant profile and one from the less frequent profile, had their genomescompleted sequenced on the GS 454 Junior Platform. We compared these genomeswith others available in public databases and no SNP or unique genes were identifiedin the Brazilian genomes. This study also developed a methodology that identifies thelocation of the repetitive region IS481, and what genes it interrupted. One of them wasthe MarR transcriptional regulator gene. Phylogenomic analysis based on 826 SNPsrevealed that Brazilian B. pertussis lineages are part of the current pandemic linagepresent in all continents, except Africa...