Análise computacional de metagenomas: evidências de um resistoma marinho / Computational analysis of metagenomas: evidence from a marine resistoma

RESUMO

As Metallo-(beta)-Lactamases (M(beta)ls) são uma família de enzimas cuja importância clínica reside na sua capacidade de hidrolisar praticamente todos os antibióticos da classe dos (beta)-Lactâmicos, incluindo as carbapenemas, que são os compostos mais poderosos utilizados atualmente, a única exceção são os monobactâmicos. Estas enzimas são classificadas em três subclasses, B1, B2 e B3, com base nas suas identidades em nível de sequência e perfil de atividade. As enzimas das subclasses B1 e B3, caracterizam-se por ter amplo espectro de ação enquanto que, as da subclasse B2, são carbapenemases estritas. O conjunto de genes associados à resistência das bactérias aos antimicrobianos, presentes em um determinado ambiente, é conhecido como “Resistoma”. Evidências caracterizam a microbiota de ambientes naturais como fonte e/ou reservatório destes genes e o resistoma ambiental como reservatório original das M(beta)ls. Nosso estudo tem como objetivo buscar em projetos de metagenomas marinhos públicos evidências da existência de um resistoma neste bioma. Buscamos, in silico, por M(beta)ls putativas similares àquelas encontradas em bactérias presentes em ambientes clínicos. Os projetos de metagenomas marinhos públicos foram obtidos no banco de armazenamento do Cyberinfrastructure for Advanced Microbial Research (CAMERA), buscas por Metallo-(beta)-Lactamases foram feitas com o software HMMer V3, empregando um limiar de similaridade baseado em um e-value de 10-20, utilizando os alelos de Metallo-(beta)-Lactamases conhecidos para a construção de perfis HMM, empregados como sondas. Para determinar a relação com as Metallo-(beta)-Lactamases clínicas, uma segunda busca foi feita com os resultados do HMMer contra o banco de dados de proteínas não redundantes (NR) utilizando o programa Blastp do pacote Blast(mais). Motivos conservados característicos das M(beta)ls foram identificados visualmente para a eliminação de falsos positivos, análises filogenéticas foram feitas utilizando o programa MEGA v5. Identificamos, em sítios de vários oceanos e mares, sequências apresentando M(beta)ls putativas, apresentando similaridade de sequência estatisticamente relevante com M(beta)ls clínicas, como VIM, CFIA, BLAB, SPM, CPHA, GOB, L1, FEZ1 e CAU-1. Algumas destas M(beta)ls putativas apresentaram identidade de sequência com suas similares clínicas, as M(beta)ls VIM e SPM. Nossa análise mostrou que a M(beta)l GOB apresenta uma grande abundância e dispersão. Assim, apresentamos as primeiras evidências da existência de um resistoma marinho, caracterizado pela presença de sequências das três subclasses de M(beta)ls e com ampla distribuição pelo meio marinho.