Análise de genes reguladores da síntese da parede celular em isolados de Staphylococcus Aureus heterorresistentes à vancomicina (h VISA) obtidos em hospitais de Santa Catarina

Abstract

A exposição de Staphylococcus aureus a glicopeptídeos pode determinar mudanças transcricionais em genes envolvidos na biossíntese da parede celular. Somado a isso, mutações em sistemas reguladores de dois componentes como graSR, vraSR, walKR, além do gene codificador da unidade beta da RNA polimerase (rpoB) têm sido descritas e apresentam possível relação causal com o desenvolvimento de S. aureus com heterorresistência intermediária à vancomicina (hVISA). O fenômeno da heterorresistência é caracterizado pela presença de raras sobpopulações de células que apresentam níveis mais elevados de resistência e está associado a falha terapêutica, maior tempo de hospitalização, além de ser de difícil detecção laboratorial. Os mecanismos genéticos envolvidos neste fenótipo são pouco compreendidos e sua análise pode conduzir a determinação de marcadores moleculares da resistência além de auxiliar na validação de métodos laboratoriais que possibilitem um diagnóstico mais fácil, rápido e acurado. Nosso estudo contou com 12 isolados de hVISA obtidos de quatro hospitais de Santa Catarina e objetivou analisar dados de sequenciamento e o perfil de transcrição nos genes graSR, vraSR, walKR e rpoB destas amostras. Cinco isolados apresentaram-se mutados em pelo menos um dos genes avaliados. As mutações rpoB H481N e graS T224I foram as mais frequentes, seguidas pelas mutações graR D148Q e walK A468T. As mutações walK R222K e vraR E59D foram observadas com menor frequência, porém assim como as demais mutações citadas estão mais sugestivamente implicadas na aquisição da resistência em nossas amostras. Mutações em vraS e walR não foram descritas. Da mesma forma, alterações do perfil transcricional nos genes vraSR e walKR não foram observadas neste estudo. No entanto, a exposição à vancomicina aumentou o nível de expressão dos genes rpoB e graSR em pequeno número de nossas amostras, indicando a possível participação dos mesmos no desenvolvimento do fenótipo hVISA. Embora algumas questões permanecem sem resposta, nosso estudo possibilitou a descrição de alterações genéticas em isolados com redução de suscetibilidade à vancomicina que naturalmente ocorreram em hospitais de Santa Catarina, auxiliando, ainda, na compreensão dos prováveis mecanismos envolvidos na determinação deste fenótipo. <br>

Abstract : Staphylococcus aureus constantly exposed to glycopeptides determines transcriptional changes of genes involved in cell wall biosynthesis. Furthermore, mutations in two-component regulatory systems as graSR, vraSR, walKR and in gene encoding RNA polymerase beta unit (rpoB) have been described and may be related to heteroresistant vancomycin-intermediate S. aureus (hVISA). Heteroresistance is characterized by the presence of a rare population of cells with larger levels of resistance, and it is associated with therapy failure and longer hospital stays. Furthermore their laboratory detection is very difficult. The genetic mechanisms involved in this phenotype are poorly understood and their analysis may lead to the determination of molecular markers and validation of methods, which could make laboratory diagnosis earlier, faster and accurate. Our study included 12 hVISA isolates obtained from four hospitals in Santa Catarina and aimed to analyze sequencing data and the transcription levels of graSR, vraSR, walKR and rpoB genes. Five isolates showed mutations in at least one of the genes evaluated. The rpoB H481N and graS T224I were the most frequent mutations, followed by graR D148Q and walK A468T. The walK R222K and vraR E59D mutations were observed less frequently, but like other mutations were more involved in the acquisition of resistance in our samples. Mutations were not described in vraS and walR. Similarly, changes in the transcriptional profile of vraSR and walKR genes were not observed in this study. However, exposure to vancomycin increased the expression level of rpoB and graSR genes in small number of our samples. This indicated their possible participation in the development of hVISA phenotype. Although some questions remain unanswered, our study allowed the description of genetic changes in strains with reduced sensitivity to vancomycin that naturally occurred in hospitals in Santa Catarina and helped understanding the mechanism involved in the determination of this phenotype.