Biologia sistêmica e comparativa do complexo Mycobacterium tuberculosis: efeitos da variabilidade genética no fenótipo bacteriano

• Processo: 16/26108-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2023
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Biologia e Fisiologia dos Microorganismos
• Pesquisador responsável: Ana Marcia de Sá Guimarães
• Beneficiário: Ana Marcia de Sá Guimarães
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Lucas Miranda Marques ; Maria Regina D'Império Lima
• Auxílio(s) vinculado(s): 20/07251-2 - Avaliação de hamsters sírios (Mesocricetus auratus) como modelo experimental de infecção e doença por SARS-CoV-2, AP.R
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/16769-0 - Sobrevivência e tolerância ao zinco como determinantes do controle da acidificação do fagossomo por bactérias do complexo Mycobacterium tuberculosis, BP.TT; 23/00609-7 - Aprimoramento em boas práticas e funcionamento de laboratórios de biossegurança de nível 3+., BP.TT; 22/16602-9 - Sobrevivência e tolerância ao cobre em Mycobacterium africanum L5 e L6., BP.TT; + mais bolsas vinculadas 21/02736-0 - Aprimoramento em boas práticas e funcionamento de laboratórios de biossegurança de nível 3+, BP.TT; 20/13179-2 - Avaliação do escape para o citosol de actinobactérias internalizadas em fagossomos de macrófagos humanos, BP.IC; 19/21847-8 - Estudo comparativo da resposta imune do macrófago humano infectado com diferentes espécies do Complexo Mycobacterium tuberculosis, BP.MS; 19/20786-5 - Aprimoramento em boas práticas e funcionamento de laboratórios de biossegurança de nível 3+, BP.TT; 17/04617-3 - Adaptação de Mycobacterium tuberculosis e Mycobacterium bovis a hospedeiros: uma análise genômica e transcricional, BP.DR; 18/04609-3 - Estudo comparativo da dinâmica da infecção de espécies do complexo Mycobacterium tuberculosis em macrófagos humanos utilizando sequenciamento de RNA, BP.DD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Biologia sistêmica Bacteriologia Genômica Doenças negligenciadas Mycobacterium tuberculosis Transcriptômica Tuberculose Fenótipo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: doenças negligenciadas | Genômica | Mycobacterium tuberculosis | Transcriptômica | Tuberculose | Bacteriologia

Resumo

A Tuberculose (TB), segunda maior causa de mortalidade humana por agentes infecciosos no mundo, é causada por espécies do complexo Mycobacterium tuberculosis (MTBC), um grupo zoonótico de 12 bactérias geneticamente similares cujos membros com maior interesse para a saúde humana incluem: M. tuberculosis (principal causador da doença), M. africanum 1 e 2, M. canettii, M. bovis e M. caprae. Com exceção de M. canettii, todas as espécies evoluíram clonalmente a partir de um ancestral de M. tuberculosis por meio de deleções e mutações nucleotídicas, resultando em fenótipos variados de tropismo por hospedeiros e virulência. As três primeiras espécies são altamente adaptadas a humanos, enquanto que M. bovis e M. caprae, principais causadores da TB bovina, infectam uma ampla gama de hospedeiros com variável persistência populacional. Comparado ao M. tuberculosis, M. africanum possui menor capacidade em progredir para doença clínica e é restrito ao Oeste Africano, enquanto que M. canettii causa uma forma rara, não contagiosa de TB e é restrito ao Leste Africano. Mycobacterium bovis, e possivelmente M. caprae, são dificilmente transmitidos entre humanos, mesmo em casos de doença pulmonar. Assim, este trabalho propõe comparar a dinâmica da infecção desses patógenos em sua célula alvo, o macrófago humano, analisando simultaneamente dados de transcriptômica que possam prover evidências sobre o efeito das variações genéticas nos fenótipos de MTBC. Nossas hipóteses são: (i) membros do MTBC apresentam diferentes perfis transcricionais globais, metabólicos e de escape do fagossomo durante a infecção de macrófagos e (ii) macrófagos infectados com membros do MTBC apresentam diferentes perfis transcricionais de genes selecionados, de liberação de citocinas, de morte celular, e de maturação de fagossomo. Ao invés de estudar diretamente a patogenicidade do M. tuberculosis nas células, entenderemos como a evolução moldou o MTBC para que apresentasse fenótipos variados, focando na análise comparativa dos membros desse complexo. Espera-se que os resultados contribuam futuramente para identificação de genes-alvos de terapia ou para construção de mutantes candidatos vacinais. (AU)

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DE MORAIS, HELIO AUTRAN; DOS SANTOS, ANDREA PIRES; DO NASCIMENTO, NAILA CANNES; KMETIUK, LOUISE BACH; BARBOSA, DAVID SOEIRO; BRANDAO, PAULO EDUARDO; GUIMARAES, ANA MARCIA SA; PETTAN-BREWER, CHRISTINA; BIONDO, ALEXANDER WELKER. Natural Infection by SARS-CoV-2 in Companion Animals: A Review of Case Reports and Current Evidence of Their Role in the Epidemiology of COVID-19. FRONTIERS IN VETERINARY SCIENCE, v. 7, OCT 27 2020. (16/26108-0, 20/07251-2)

GUIMARAES, ANA; ALLEN, ADRIAN R.; PRICE-CARTER, MARIAN L.. Editorial: Evolution and genomics of the Mycobacterium tuberculosis complex. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 14, p. 3-pg., 2023-03-03. (16/26108-0)

GUIMARAES, ANA M. S.; ZIMPEL, CRISTINA K.. Mycobacterium bovis: From Genotyping to Genome Sequencing. MICROORGANISMS, v. 8, n. 5, MAY 2020. (16/26108-0, 17/04617-3)

CARNEIRO, PAULO ALEX; ZIMPEL, CRISTINA KRAEMER; PASQUATTI, TAYNARA NUNES; SILVA-PEREIRA, TAIANA T.; TAKATANI, HARUO; SILVA, CHRISTIAN B. D. G.; ABRAMOVITCH, ROBERT B.; SA GUIMARAES, ANA MARCIA; DAVILA, ALBERTO M. R.; ARAUJO, FLABIO R.; et al. Genetic Diversity and Potential Paths of Transmission of Mycobacterium bovis in the Amazon: The Discovery of M. bovis Lineage Lb1 Circulating in South America. FRONTIERS IN VETERINARY SCIENCE, v. 8, FEB 16 2021. (16/26108-0, 19/10896-8, 17/04617-3)