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Tese

Host adaptation of Mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium bovis: a genomic and transcriptional approach (2022)

  • Authors:
  • Autor USP: ZIMPEL, CRISTINA KRAEMER - FMVZ
  • Unidade: FMVZ
  • Sigla do Departamento: VPS
  • DOI: 10.11606/T.10.2022.tde-30112022-110829
  • Subjects: GENÔMICA; MYCOBACTERIUM BOVIS; TUBERCULOSE
  • Keywords: Mycobacterium bovis; Mycobacterium tuberculosis complex; Flux balance analysis; Genomics; Transcriptomics
  • Agências de fomento:
  • Language: Inglês
  • Abstract: A tuberculose (TB) é uma doença causada por bactérias do complexo Mycobacterium tuberculosis (MTBC) que infectam humanos e animais. Membros do MTBC possuem evolução clonal, porém apesar da grande similaridade genômica demonstram diferenças em adaptabilidade hospedeira e grau de virulência. Enquanto Mycobacterium tuberculosis é o principal causador da TB humana, Mycobacterium bovis possui uma ampla gama de hospedeiros com persistência populacional variável. Para melhor compreender diferenças fenotípicas entre ambas as espécies, esta tese foi desenvolvida com dois objetivos: (i) avaliar filogenomicamente a população de M. bovis isolados de bovinos e animais selvagens distribuídos mundialmente, e prover estimativas de datação evolutiva da origem desse patógeno; (ii) comparar o perfil transcriptômico de M. bovis SP38 e M. tuberculosis H37Rv in vitro e identificar vias metabólicas ativas utilizando análise de balanço de fluxo (FBA) associada a transcriptoma. Primeiramente, a análise filogenômica, incluindo aproximadamente 2.000 genomas de M. bovis isolados de 23 países, identificou a existência de pelo menos quatro linhagens distintas (Lb1, Lb2, Lb3 e Lb4) abrangendo a distribuição atual da doença. Essas linhagens se agrupam de acordo com a localização geográfica e com complexos clonais (CC), mas não com espécie hospedeira. Além disso, análises evolutivas indicam possível origem de diversificação de M. bovis há 715 e 3.556 anos, com surgimento mais tardio no Novo Mundo e Oceania,provavelmente devido relações econômicas entre os países. Por seguinte, a análise de RNA-seq de M. tuberculosis e M. bovis a partir de culturas in vitro demonstrou diferenças significativas na expressão gênica envolvendo genes relacionados à metabolismo de parede celular, com regulação positiva de PDIM (phthiocerol dimycocerosates) em M. bovis e regulação positiva de SL-1 (sulfolipídio), lipídeos contendo trealose e glicolipídios em M. tuberculosis. Entre os genes mais expressos, M. bovis apresentou regulação positiva em genes relacionados ao regulon SigK e sistema de secreção ESX-1, por sua vez, M. tuberculosis demonstrou regulação positiva em genes associados a metabolismo de nitrato e sistemas toxina-antitoxina. Ainda, FBA sugere diferenças no metabolismo central de carbono, especialmente no uso de glutamato em direção ao GABA shunt em M. tuberculosis, ou à produção de cisteína em M. bovis. É possível que essas diferenças sejam observadas devido M. bovis ser classificado como um microaerófilo e M. tuberculosis um aeróbio obrigatório. Por fim, os estudos reportados expandem significativamente o conhecimento sobre a estrutura populacional de M. bovis e seu metabolismo, quando comparado ao organismo modelo, M. tuberculosis. Os resultados podem também servir como base para pesquisas futuras, relacionas ao uso de genômica para entender padrões de distribuição da doença e virulência, assim como entender como essas micobactérias respondem a condições ambientais que podemexplicar suas características de virulência e adaptabilidade hospedeira
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 21.09.2022
    • Acesso à fonteAcesso à fonteDOI
    Informações sobre o DOI: 10.11606/T.10.2022.tde-30112022-110829 (Fonte: oaDOI API)
    • Este periódico é de acesso aberto
    • Este artigo é de acesso aberto
    • URL de acesso aberto
    • Cor do Acesso Aberto: gold
    • Licença: cc-by-nc-sa
    How to cite
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      ZIMPEL, Cristina Kraemer. Host adaptation of Mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium bovis: a genomic and transcriptional approach. 2022. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2022. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/10/10134/tde-30112022-110829/. Acesso em: 29 maio 2024.

    • APA

      Zimpel, C. K. (2022). Host adaptation of Mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium bovis: a genomic and transcriptional approach (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/10/10134/tde-30112022-110829/

    • NLM

      Zimpel CK. Host adaptation of Mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium bovis: a genomic and transcriptional approach [Internet]. 2022 ;[citado 2024 maio 29 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/10/10134/tde-30112022-110829/

    • Vancouver

      Zimpel CK. Host adaptation of Mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium bovis: a genomic and transcriptional approach [Internet]. 2022 ;[citado 2024 maio 29 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/10/10134/tde-30112022-110829/

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