Sequências de inserção e transposons como elementos-chave na disseminação da resistência antimicrobiana em Escherichia coli clínicas: dinâmica regional do mobiloma

• Processo: 26/03612-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 31 de julho de 2026
• Data de Término da vigência: 30 de julho de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Alessandro de Mello Varani
• Beneficiário: Anelise Stella Ballaben
• Supervisor: Sally Rachel Partridge
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (FCAV). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Jaboticabal. Jaboticabal , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: The Westmead Institute For Medical Research, Austrália
• Vinculado à bolsa: 23/08702-6 - Investigação do papel dos transposons na estrutura genômica de procariotos com enfoque na diversidade, mobilização e disseminação de genes de resistência em amostras ambientais, hospitalares e animais de produção, BP.PD
• Assunto(s): Genômica comparativa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: antimicrobial resistance | Horizontal gene transfer mechanisms | Mobile Genetic Elements | One Health genomics | Plasmid architecture | structural genomics | Genômica Comparativa

Resumo

A resistência antimicrobiana constitui importante desafio global de saúde pública, e Escherichia coli desempenha papel epidemiológico central devido à sua ampla distribuição em reservatórios humanos, animais e ambientais, bem como à sua capacidade de adquirir, reorganizar e disseminar genes de resistência a antimicrobianos (ARGs) por expansão clonal e transferência horizontal de genes. Parte significativa da diversidade estrutural observada nos contextos genéticos de ARGs é mediada por elementos genéticos móveis, como sequências de inserção, transposons e integrons, que remodelam essas regiões por meio de transposição, recombinação e rearranjos estruturais. Como consequência, arquiteturas ARG-MGE semelhantes são frequentemente identificadas em diferentes linhagens, plasmídeos e contextos ecológicos. No entanto, permanece incerto se essas configurações recorrentes refletem ancestralidade compartilhada, sobreposição ecológica ou processos independentes mediados por elementos móveis. Este projeto propõe uma abordagem comparativa de mobiloma estrutural para investigar a emergência e a distribuição de arquiteturas ARG-MGE em E. coli a partir de conjuntos de dados do Brasil e da Austrália, representando contextos clínicos, ambientais e de vida silvestre. A hipótese central é que essas arquiteturas resultam da influência combinada do background de linhagem, da origem ecológica, da composição dos plasmídeos e de mecanismos associados aos elementos genéticos móveis, com a contribuição relativa de cada fator variando entre diferentes cenários epidemiológicos, sem pressupor relações hierárquicas ou causais entre eles. A partir de um conjunto genômico harmonizado, o estudo integrará a anotação estrutural de alta resolução de regiões ARG-MGE com a reconstrução de plasmídeos, a caracterização do contexto de linhagem com base em análises de pangenoma e genoma central e a padronização de metadados ecológicos. Montagens com sequenciamento de leitura longa serão priorizadas sempre que disponíveis, permitindo a reconstrução precisa de regiões complexas ricas em elementos móveis. Quando necessário, isolados selecionados poderão ser submetidos a sequenciamento de leitura longa no laboratório anfitrião para obtenção de resolução estrutural adequada. Critérios operacionais explícitos serão aplicados para distinguir casos compatíveis com ancestralidade compartilhada daqueles consistentes com convergência mecanística independente, reduzindo a subjetividade interpretativa. As análises comparativas incluirão controles filogenéticos e de plasmídeos, de modo a evitar efeitos de ancestralidade comum e assegurar interpretações cautelosas das associações observadas. Em vez de propor modelos evolutivos preditivos, o projeto busca avaliar a plausibilidade de diferentes explicações evolutivas para a recorrência de determinadas arquiteturas ARG-MGE. Ao estabelecer um arcabouço comparativo genômico e bioinformático padronizado e reprodutível, o estudo contribuirá para uma interpretação mais robusta da variação estrutural em regiões associadas à resistência antimicrobiana e para a comparabilidade entre regiões em iniciativas de vigilância genômica. A bolsa BEPE permitirá treinamento avançado em análise estrutural do mobiloma e fortalecerá a colaboração internacional, consolidando expertise na interface entre genômica, epidemiologia e resistência antimicrobiana. (AU)