Análise estrutural e genômica do sistema CRISPR/Cas em isolados clínicos brasileiros de Pseudomonas aeruginosa

Abstract

Pseudomonas aeruginosa é uma bactéria oportunista, causa frequente de infecções hospitalares, e frequentemente resistente a diferentes classes de antimicrobianos. O sistema CRISPR/Cas é uma maquinaria de imunidade adaptativa contra elementos genéticos móveis (MGEs). É composto por dois elementos: loco CRISPR, regiões de DNA semi-repetitivo, onde as repetições são separadas por espaçadores (sequências derivadas de MGEs), o que confere a característica adaptativa ao sistema; e por genes cas, codificantes dos elementos efetores desta maquinaria. Com o intuito de aplicar os conhecimentos obtidos através do estudo do sistema CRISPR/Cas de P. aeruginosa para auxiliar no desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas contra este microrganismo, o presente trabalho teve por objetivo identificar as características deste sistema em isolados clínicos desta bactéria. A identificação dos tipos I-F e I-E, e a análise dos locos CRISPR do sistema tipo I-F, foram realizadas através de Reação em Cadeia da Polimerase e sequenciamento. Isolados selecionados tiveram seus genomas sequenciados e analisados para determinar características relacionadas ao sistema em questão. O subtipo I-F é o mais frequente entre os isolados estudados. Foram encontrados dois isolados comportando dois tipos de sistema concomitantemente, característica incomum. Os espaçadores encontrados nos locos CRISPR do subtipo I-F são relacionados a bacteriófagos, plasmídeos e ilhas genômicas, corroborando com a relação deste sistema com MGEs. A organização dos espaçadores demonstrou padrões de incorporação iguais entre isolados diferentes, porém, o sistema não parece ser eficaz como método de tipagem molecular para esta espécie bacteriana. A análise genômica evidenciou a presença de genes anti-CRISPR, de fagos, e de espaçadores contra estes fagos em um mesmo genoma. Foi estabelecido o contexto genético dos tipos de sistemas e de um loco CRISPR órfão. Nenhuma relação genética direta entre os isolados CRISPR/Cas positivos foi encontrada. Os resultados sugerem inatividade deste sistema em relação à imunidade, podendo sua função estar ligada à regulação da expressão gênica de produtos bacterianos e virais. Os resultados também nos permitiram conhecer o panorama do sistema CRISPR/Cas em isolados clínicos brasileiros de P. aeruginosa.