Caracterização genômica de cepas de Salmonella Typhimurium obtidas de carcaças e subprodutos suínos

Abstract

Salmonella enterica subsp. enterica sorovar Typhimurium é o sorotipo de Salmonella mais prevalente e disseminado mundialmente em alimentos de origem cárnea, principalmente suína, e o mais relacionado à resistência múltipla a antimicrobianos em humanos. Apesar de sua grande relevância, poucos estudos têm sido conduzidos no Brasil com S. Typhimurium para caracterização de marcadores de virulência e resistência a antimicrobianos, e genômica comparativa entre isolados de diferentes origens. Portanto, o objetivo deste trabalho foi: i) descrever, através da análise de genoma completo, o repertório de genes de virulência, conteúdo plasmidial, genes de resistência a antimicrobianos, fagos e ilhas de patogenicidade de cepas de S. Typhimurium; e ii) determinar a relação filogenética das cepas estudadas (cepas não-clínicas) com cepas provenientes de casos clínicos humanos e suínos. Vinte e um isolados de S. Typhimurium obtidos de subprodutos suínos e carcaça suína da região sul do Brasil foram caracterizados e comparados genomicamente a isolados brasileiros, disponíveis nos bancos de dados públicos, obtidos de casos clínicos humanos e suínos. Todas as cepas sequenciadas foram classificadas como ST19 e cinco delas são variantes monofásicas S. 1,4,[5],12:i:-. Dentre os 21 genomas foram identificadas 15 sequências plasmidiais totalizando 12 perfis diferentes. As S. Typhimurium apresentaram perfis de virulência bastante parecidos, sendo preditos 476 genes de virulência e 10 ilhas de patogenicidade. Os genomas foram considerados multirresistentes, com altos níveis de resistência para aminoglicosídeos, tetraciclina, β-Lactâmicos, sulfonamida, fenicóis e trimetoprim. Os resultados das análises filogenéticas sugerem que há duas linhagens de S. Typhimurium disseminadas tanto em humanos quanto na cadeia produtiva de alimentos, mostrando relação filogenética direta entre isolados de origem clínica e não-clínica, enquanto que, parece haver uma terceira linhagem circulando exclusivamente em humanos.

Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium is the most prevalent and disseminated Salmonella serotype in meat food, mainly pork, and the most related to multiple antimicrobial resistance in humans. Despite its great relevance, few studies have been conducted in Brazil with S. Typhimurium to characterize virulence and antimicrobial resistance markers, and comparative genomics between isolates from different origins. Therefore, the objective of this work was: i) to describe, through whole genome analysis, the repertoire of virulence genes, plasmid content, antimicrobial resistance genes, phages and pathogenicity islands of S. Typhimurium strains; and ii) determine the phylogenetic relationship of the studied strains (non-clinical strains) with strains from human and swine clinical cases. Twenty-one S. Typhimurium isolates obtained from swine by-products and swine carcass from southern Brazil were characterized and genomically compared to Brazilian isolates, available in public databases, obtained from human and swine clinical cases. All sequenced strains were classified as ST19 and five of them are monophasic variants S. 1,4,[5],12:i:-. Among the 21 genomes, 15 plasmid sequences were identified, adding up to 12 different profiles. S. Typhimurium showed very similar virulence profiles, with 476 virulence genes and 10 pathogenicity islands predicted. The genomes were considered multidrug resistant, with high levels of resistance to aminoglycosides, tetracycline, β-Lactams, sulfonamides, phenicols and trimethoprim. The results of the phylogenetic analyzes suggest that there are two lineages of S. Typhimurium disseminated both in humans and in the food production chain, showing direct phylogenetic relationship between isolates of clinical and non-clinical origin, while there seems to be a third lineage circulating exclusively in humans.