Corpo Discente - Egressos
Camilla Itapary dos Santos
| Título | ANÁLISE GENÔMICA DE Limosilactobacillus fermentum ATCC 23271, UMA LINHAGEM COM POTENCIAL PROBIÓTICO E ATIVIDADE ANTI-Candida | ||||||||||||||||||||||||||||
| Data da Defesa | 21/12/2021 | ||||||||||||||||||||||||||||
| Download | Visualizar a Tese(1.5MB) | ||||||||||||||||||||||||||||
Banca
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| Palavras-Chaves | Limosilactobacillus fermentum ATCC 23271; probiótico; análise genômica. | ||||||||||||||||||||||||||||
| Resumo | Vários microrganismos vêm sendo estudados como potenciais probióticos nos últimos anos. Alguns desses estudos mostram benefícios à saúde, inclusive em ensaios clínicos com humanos. Esses benefícios podem estar relacionados à sua habilidade de regular a microbiota intestinal através da competição por sítios de adesão, bem como pela produção de compostos antimicrobianos e/ por apresentarem efeitos imunomodulatórios. O presente estudo teve como objetivo realizar uma análise genômica de Limosilactobacillus fermentum ATCC 23271 em relação ao seu uso como microrganismo probiótico. Para isso, foi realizado o sequenciamento genômico da linhagem, seguido de análise filogenética em comparação com os genomas de outras linhagens de L. fermentum, bem como análises em diferentes bases de dados visando detectar potenciais genes relacionados a tolerância aos sais biliares, enzimas digestivas e pH ácido, genes associados às propriedades de adesão, genes de bacteriocinas e genes relacionados à segurança da linhagem para uso humano. Também foram feitos testes in vitro para confirmar a atividade antimicrobiana e interferência na adesão de patógenos. A análise do genoma revelou que a linhagem ATCC 23271 possui 2.193.335 bp, com 2.123 sequências codificadoras de proteínas e um conteúdo de guanina-citosina de 50,9%. A análise filogenética revelou que a cepa ATCC 23271 compartilha 941 clusters de genes com seis outras cepas probióticas de L. fermentum, mas apenas 13 clusters são exclusivos da ATCC 23271. Foram identificados no seu genoma genes conhecidos por conferir propriedades probióticas, incluindo genes relacionados a adesão, tolerância a pH ácido e sais biliares, tolerância ao estresse oxidativo, metabolismo e transporte de açúcares e outros compostos. O programa BAGEL 4 mostrou a presença de uma proteína hipotética com baixa similaridade (48%) com a enterolisina A. A linhagem demonstrou ser segura para uso humano, visto que seu genoma não revelou genes de resistência adquirida a antibióticos e nem genes relacionados à virulência, não sendo caracterizada como patógeno humano. Além disso, loci gênicos associados com sequencias CRISPR/CRISPR e duas regiões de profago incompletas foram detectadas no genoma, o que limitaria a disseminação de eventuais genes de resistência adquirida. A tolerância aos sais biliares (0,5 e 1.0%) e ao pH ácido (pH 2. e 4.0) foi demonstrada in vitro. Foi observada a capacidade de inibir a adesão de algumas linhagens de Candida às células HeLa, principalmente dos isolados clínicos genitais, nos ensaios de competição e deslocamento. No ensaio de antagonismo foi confirmado que a linhagem tem a capacidade antifúngica, uma vez que inibiu diferentes linhagens de Candida spp., exceto duas de C. krusei, porém não apresentou nenhuma inibição relevante contra as linhagens bacterianas utilizadas. Além disso, todos os antibióticos aos quais L. fermentum ATCC 23271 mostrou resistência ou foi moderadamente suscetível eram sugestivos de resistência intrínseca, mas não de adquirida. Nossos dados revelam as características do genoma de L. fermentum ATCC 23271 que podem demonstrar um quadro promissor para o uso dessa bactéria probiótica por seus benefícios funcionais, principalmente contra infecções por Candida. | ||||||||||||||||||||||||||||
| Abstract | Several microorganisms have been studied as potential probiotics in recent years. Some of these studies show health benefits, including in human clinical trials. These benefits may be related to its ability to regulate the intestinal microbiota through competition for adhesion sites, as well as the production of antimicrobial compounds and/or by presenting immunomodulatory effects. This study aimed to perform a genomic analysis of Limosilactobacillus fermentum ATCC 23271 in relation to its use as a probiotic microorganism. For this, the genomic sequencing of the strain was performed, followed by phylogenetic analysis in comparison with the genomes of other strains of L. fermentum, as well as analysis in different databases to detect potential genes that code for proteins related to tolerance to bile salts, digestive enzymes and acid pH, genes associated with the adhesion properties, bacteriocin production and genes related to the strain safety for human use. In vitro tests were also performed to confirm antimicrobial activity and interference with pathogen adhesion. Genome analysis revealed that the ATCC 23271 strain has 2,193,335 bp, with 2,123 protein coding sequences and a guanine-cytosine content of 50.9%. Phylogenetic analysis revealed that the ATCC 23271 strain shares 941 gene clusters with six other probiotic strains of L. fermentum, but only 13 clusters are unique to ATCC 23271. Genes known to confer probiotic properties have been identified in its genome, including genes related to adhesion, tolerance to acid pH and bile salts, tolerance to oxidative stress, metabolism and transport of sugars and other compounds. The BAGEL 4 program showed the presence of a hypothetical protein with low similarity with enterolysin A. The strain proved to be safe for human use, because its genome did not reveal genes of acquired resistance to antibiotics or genes related to virulence, not being characterized as a human pathogen. Furthermore, gene loci associated with CRISPR/CRISPR sequences and two incomplete regions of prophage were detected in the genome, which would limit the spread of possible acquired resistance genes. Tolerance to bile salts (0.5 and 1.0%) and acid pH (pH 2. and 4.0) has been demonstrated in vitro. The ability to inhibit the adhesion of some Candida strains to HeLa cells, especially the genital clinical isolates, was observed in competition and displacement assays. In the antagonism assay, it was confirmed that the strain has antifungal capacity, since it inhibited different strains of Candida spp., except two of C. krusei, without relevant inhibition of the tested bacteria. Furthermore, all antibiotics to which L. fermentum ATCC 23271 showed resistance or was moderately susceptible were suggestive of intrinsic, but not of acquired resistance. Our data revealed that L. fermentum ATCC 23271 has genomic features that demonstrate it is a promising strain for use as a probiotic due to its functional benefits, especially against Candida infections. | ||||||||||||||||||||||||||||
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