Ifølge en undersøgelse fra Ministeriet for Social Udvikling, bakterier af slægten Salmonella var de etiologiske midler i 42,5% af de laboratoriebekræftede fødevarebårne sygdomsudbrud, der blev rapporteret i Brasilien mellem 1999 og 2009.
Hele genom-sekventering af de vigtigste bakterier, der forårsager akut diarré, er forskningsfokus for en gruppe ved University of São Paulo ledet af Juliana Pfrimer Falcão, en professor ved universitetets Ribeirão Preto School of Pharmaceutical Sciences (FCFRP-USP).
I en artikel offentliggjort i PLOS ONE , biomedicinske forskere Amanda Aparecida Seribelli og Fernanda Almeida, der tilhører Falcãos laboratorium, beskrive, hvordan de sekventerede og undersøgte genomerne af 90 stammer af en specifik serovar af Salmonella enterica kendt som S. Typhimurium (en forkortelse af Salmonella enterica underarter serovar Typhimurium).
De 90 stammer blev isoleret mellem 1983 og 2013 ved Adolfo Lutz Institute i Ribeirão Preto (São Paulo State, Brasilien) og Oswaldo Cruz Foundation (Fiocruz) i Rio de Janeiro. De giver et portræt af epidemiologien af salmonellose i Brasilien i de sidste 30 år, kommer fra alle regioner i landet og er blevet indsamlet fra patienter med fødevarebårne infektioner eller fra forurenet mad som fjerkræ, svinekød, eller salat og andre grøntsager.
"Fra mennesker, vi modtog blodprøver hjerneabscesser, og diarréisk afføring, "Fortalte Seribelli.
Da virkningen af antibiotika i hver af de 90 stammer blev testet, det blev opdaget, at langt de fleste var resistente over for forskellige klasser af antibiotika, der er en del af medicinens arsenal. Undersøgelsen identificerede også 39 gener, der er ansvarlige for resistens over for antibiotika.
Forskere tilknyttet Fiocruz, São Paulo State University's School of Agrarian and Veterinary Sciences (FCAV-UNESP) og Adolfo Lutz Institute deltog i undersøgelsen. De 90 stammer af S. Typhimurium blev sekventeret hos United States Food and Drug Administration (FDA) under Almeidas doktorgradsophold.
Den komparative analyse af genomerne, transkriptomer, og fænotyper af S. Typhimurium stammer isoleret fra mennesker og mad i Brasilien blev støttet af São Paulo Research Foundation - FAPESP, FDA, og Undervisningsministeriets kontor for fakultetsudvikling (CAPES).
Salmonella består af to arter, S. bongori og S. enterica . Sidstnævnte er typen, med et stort antal underarter og serovarer, der forårsager flere fødevarebårne infektioner end nogen anden art i Brasilien og på verdensplan. Menneskets og dyrets tarmkanal er det vigtigste naturlige reservoir for dette patogen, med fjerkræ, svinekød og beslægtede fødevarer, der tjener som store transmissionsvektorer.
De seks underarter af S. enterica er opdelt i 2, 600 serovarer. En serovar (forkortelse for serologisk variant) er en tydelig variation inden for en art af bakterier eller virus, der er karakteriseret ved at have det samme antal specifikke overfladeantigener.
De vigtigste underarter af S. enterica fra det epidemiologiske synspunkt er S. enterica underarter enterica, som forårsager den fødevarebårne infektion kendt som salmonellose. Symptomerne er diarré, feber, mavekramper, og opkastning.
S. enterica subsp. enterica var hovedårsagen til 31, 700 tilfælde af salmonellose rapporteret i Brasilien mellem 2000 og 2015. De hyppigst isolerede serovarer af denne underart er S. Typhimurium og S. Enteritidis .
S. Enteritidis er en af de førende salmonellose-forårsagende serovarer. Det spredte sig først i en pandemi, der startede i Europa i 1990'erne. S. Typhimurium var den mest udbredte serovar før pandemien og er fortsat med at forårsage infektioner.
Ifølge Almeida, alle 90 stammer, der blev analyseret i undersøgelsen, tilhørte S. Typhimurium . En anden forsker ved FCFRP-USP (arbejder også på universitetets kliniske, Toxicological and Bromatological Analysis Laboratory) sekvenserer og analyserer i øjeblikket prøver, der indeholder serovaren S. Enteritidis .
Almeida tog de 90 stammer af S. Typhimurium til USA i 2015. "Deres genomer blev sekventeret på FDA's Center for Food Safety and Applied Nutrition i Maryland under tilsyn af forsker Marc W. Allard, " han sagde.
S. Typhimurium 's genom indeholder 4,7 millioner basepar. Kort refleksion fortæller os, at undersøgelsen genererede et bjerg af data, nærmere bestemt 423 millioner baser svarende til summen af 90 genomer.
Efter hans hjemkomst til Ribeirão Preto, Almeida arbejdede med Seribelli på en komparativ analyse af de forskellige stammers genomer for at forstå deres mangfoldighed og de evolutionære forhold mellem dem.
Ifølge Almeida, den anvendte teknik var genotypering med høj gennemstrømning med SNP'er (udtales "snips" og forkortelse for enkelt-nukleotidpolymorfier), hvilket gjorde dem i stand til at identificere den genetiske sammensætning (genotype) af hver stamme ved hjælp af DNA -sekventering. SNP'er er de mest almindelige markører for genetisk variation. De fylogenetiske resultater adskilte de 90 stammer af S. Typhimurium i to grupper, A og B.
"Gruppen af prøver, der blev indsamlet fra mad, adskilte sig fra gruppen, der blev indsamlet fra mennesker, "Forklarede Seribelli." Fødevareisolater blev fordelt mellem gruppe A og B i relativt ens antal, tyder på, at mere end én undertype cirkulerer i fødevarer i Brasilien. Menneskelige isolater var mere udbredt i gruppe B, tyder på, at en bestemt undertype sandsynligvis har tilpasset sig mennesker. "
I en anden vigtig del af deres forskning finansieret af FAPESP, forskerne målte antibiotikaresistens i hver af de 90 stammer. Ifølge undersøgelsen, 65 (72,2%) af stammerne viste sig at være resistente over for sulfonamider, 44 (48,9%) til streptomycin, 27 (30%) til tetracyclin, 21 (23,3%) til gentamicin og syv (7,8%) til ceftriaxon, et cephalosporin -antibiotikum.
Analysen af SNP'er identificerede 39 gener for resistens over for forskellige klasser af antimikrobielle eller antibiotika, såsom aminoglycosid, tetracyclin, sulfonamid, trimethoprim, beta-lactam, fluoroquinolon, phenicol og makrolid. Der blev også fundet punktmutationer i nogle af generne, såsom gyrA, gyrB, parC og parE.
”Det er slående S. Typhimurium er resistent over for antibiotika, der kan bruges til at behandle sygdommen, "Seribelli sagde." Disse lægemidler er tilgængelige for læger til brug i bekæmpelse af infektioner, der udviser resistens. De er en anden forsvarslinje, når mikroorganismer ikke dræbes af patientens immunsystem, da salmonellose normalt er selvbegrænsende og ikke kræver brug af antibiotika. Hovedproblemet er, når dette mislykkes, og bakterierne bliver invasive. "
Et andet punkt, der tiltrak forskernes opmærksomhed, var forskellen mellem stammernes resistens over den 30-årige prøveopsamlingsperiode. "Prøverne af S. Typhimurium indsamlet i midten af 1990'erne viste mere resistens over for antibiotika end prøver fra senere år. Dette kan forklares ved fremkomsten i begyndelsen af 1990'erne af serovaren S. Enteritidis , som siden er blevet en af hovedårsagerne til salmonellainfektion, "Sagde Seribelli.
S. Enteritidis har været kendt siden 1950'erne, men for en tid, det forårsagede færre tilfælde af sygdommen. Dette blev radikalt ændret af S. Enteritidis pandemi, som begyndte i slutningen af 1980'erne og begyndelsen af 1990'erne i Europa og derefter spredte sig rundt om i verden.
"Siden da, S. Enteritidis har været en af de mest udbredte serovarer i Brasilien og på verdensplan. Som resultat, det er en serovar, der også kan bekæmpes med antibiotika, hvis det er nødvendigt, "Sagde Seribelli.
Ifølge Almeida, S. Typhimurium forbliver en af de vigtigste serovarer isoleret fra mennesker, dyr og mad i Brasilien og på verdensplan.
Fra og med S. Enteritidis pandemi i midten af 1990'erne, antallet af resistente stammer faldt tilsyneladende i forhold til antallet, der var fremherskende før 1990'erne, men om virulensen af disse stammer steg for at give dem mulighed for at tilpasse sig denne nye niche, er ukendt.
"Det centrale fund ved denne forskning er opdagelsen af et stort antal resistensgener i prøverne, i betragtning af at de var isoleret fra mennesker og mad. Dette peger på den meget betydelige risiko for kontaminering i Brasilien i dag fra fødevarer, der indeholder stammer af Salmonella, der er resistente over for antimikrobielle stoffer, "Sagde Almeida.