Minerando o Resistoma Bacteriano em Metagenomas Ambientais: Uma análise multiescala de 8.000 ambientes

Este estudo analisa o fenômeno da resistência bacteriana aos antibióticos representa uma preocupação global emergente. Estima-se que somente nos EUA e Europa, anualmente, mais de 136.000 mortes sejam atribuídas a infecções por microorganismos resistentes ou multiresistentes (OMS, 2015).

A resistência às drogas pode ser associada a uma extensa composição de fatores, que incluem seu uso inadequado, medicamentos de baixa qualidade e regulação insuficiente da prescrição destes fármacos em muitos países. Ao passo que é preemente a necessidade de novas drogas para combater estas infecções, tema que mobiliza grande parte da comunidade de microbiologistas, farmacêuticos e químicos, é igualmente importante determinar as origens dos fatores genéticos envolvidos na resistência microbiana. Quando analisado em escala genômica, este conjunto é denominado resistoma.

Atualmente é reconhecido que os ambientes naturais representam uma fonte ainda pouco explorada dos determinantes de resistência bacterianos. Por exemplo, a maioria dos compostos antimicrobianos usados na clínica e veterinária foram isolados a partir de microorganismos encontrados no solo, um vasto reservatório de diversidade microbiana e da maioria dos compostos antimicrobianos e determinantes de resistência. Estes determinantes podem ser transferidos entre as bactérias ambientais através de processos de HGT, contribuindo para sua disseminação entre estes organismos e sendo eventualmente adquiridos por genomas de organismos patogênicos.

Neste projeto, iremos analisar metagenomas ambientais (N=8.670 metagenomas) publicamente disponíveis para interrogar, classificar e compreender a composição dos determinantes de resistência aos antimicrobianos, buscando ao mesmo tempo identificar as fontes críticas e características ambientais de possíveis hotspots de resistência. Assim, uma contribuição deste trabalho será a priorização, a partir deste catálogo de características, de ambientes com potencial para disseminação de organismos patogênicos e seus determinantes, em uma estratégia que integra mapeamento dos ambientes com dados metagenômicos previamente disponibilizados, e permitirá caracterizar a origem, evolução e disseminação dos determinantes de resistência.

Objetivo geral:

Analisar a abundância, interrogar a diversidade e classificar os conjuntos de mecanismos de resistência a antibióticos (resistomas) encontrados em metagenomas distribuídos em escala global em variados tipos de habitats, como solos, sedimentos, água doce, água salgada, águas subterrâneas, microbiota associada a humanos, microbiota associada à animais e microbiota associada à plantas.