Microbioma

Microbioma
Dra. Maysa Bonfleur
SCIH AC Camargo
2013
Microbioma??
Sequenciamento
Genético da
Microbiota Humana
Bactérias
Vírus
Bactérias não
cultiváveis
Estudos Microbioma
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Fonte: Pudmed Abril 2013
Projeto Microbioma Humano
300 indivíduos
690 amostras
METAGENOMA
35 bilhões de leituras
15 sítios corporais
Nat Rev Genet. ; 13(4): 260–270.
Introdução
• Meta Hit (International metagenomics of
human intestinal tract)
124 adultos
Ilya Ilyich Mechnikov, Microbiologista russo: first
suggested the possibility of colonizing the gut with
beneficial flora in the early 20th century
3,3 bilhões de genes
(150 x genoma humano)
Penders J, Stobberingh EE, Savelkoul PHM, Wolffs PFG. Antimicrobial resistance in human microbiome. April 2013 | Volume4 | Article 87
“Perturbações na Microbiota”
Obesidade
Doenças Inflamatórias (intestinais, pele)
Vaginose
Oncogênese
Penders J, Stobberingh EE, Savelkoul PHM, Wolffs PFG. Antimicrobial resistance in human microbiome. April 2013 | Volume4 | Article 87
Genoma Humano (99% similaridade)
x
Unidade Operacional Taxonômica (OTU) –
variável
Muitas diferenças FENOTÍPICAS DOS SERES HUMANOS
podem ser decorrentes de PARTICULARIDADES DA
MICROBIOTA e não do genoma humano
Obesidade: identificada em 90% das vezes quando
analisado MICROBIOMA FECAL e apenas 58% quando
analisado o GENOMA HUMANO
McDonald D et al. From molecules to dynamic biological communities. Biol Philos (2013) 28:241–259
Terminologia
Identificação bacteriana
• Tecnologia de sequenciamento:
(1970-1980): Inicialmente em 5s
rRNA (pequenos fragmentos ):
árvores filogenéticas em organismos
não cultiváveis
• 3 linhagens: Archaea, Bacteria,
Eukarya
• 16s: Marker-gene = investiga
microbiota
• Shotgun = todo DNA é extraído,
fragmentado e sequenciado
(metagenômica)
Na prática,
estudos
recentes
mostram
padrão
semelhante
Diferenças em potencial:
Genes funcionais
transferidos
horizontalmente (2
linhagens)
Genes rRNA transferidos
verticalmente
McDonald D et al. From molecules to dynamic biological communities. Biol Philos (2013) 28:241–259
• Maioria dos estudos:
descritivos (catalogar o
microbioma,
saúde/doença)
• Alvo Trato Gastrointestinal: Principalmente
boca e intestino
doenças inflamatórias,
oncogênese, obesidade
Outros: Pele, Pulmão (fibrose
cística), vagina,
transplantes, neonatologia
IMPLICAÇÕES EM CONTROLE DE
INFECÇÃO HOSPITALAR
CLOSTRIDIUM DIFFICILE
Recorrência associada a :
< Bacteroides e Prevotella
CID, 2013
Pré:Reduzido Firmicutes, Bacterioidetes
Pós: Bacterioidetes
NOVAS ESPÉCIES
Técnica “polifásica”: Dependendo do grupo de bactéria, envolve várias combinações de
características fenotípicas, 16s rDNA, sequências de “housekeeping” e hibridização DNADNA.
2001-2007: 215 novas espécies, 100 delas em mais de 4 indivíduos
4% CGP,
30% BGP,
3% CGN,
24% BGN
1% CGN anaeróbios
22% BGN anaeróbios
Mycobacterium
Nocardia
Cavidade oral
TGI
80% Neutropenia
febril
40% BCPs
sem AGENTE
ISOLADO
Microbioma
x
Resistência bacteriana
“ Resistoma”
CTX-M
Genes de resistência :Kluyvera
“Although the number of studies applying sequence-based metagenomics to
characterize the human gut microbiome is rapidly growing, to our knowledge
none of these studies specifically focussed on the Antimicrobial resistance
genes.”
Solo Contaminado
Adubos (fezes animais)
Produtos de origem animal
Transmissão de agentes MDR
MICROBIOMA DE AMBIENTE
RECOMENDAÇÕES
Minimizar o grau de invasão para coletas - Resultados similares
Mucosa TGI # FEZES (Endoscopia)
Minimizar contaminação: Kits extração DNA ou reagentes
Extrair o mais rápido possível – PROTOCOLOS HOMOGÊNEOS
Desenho do estudo: incluir o maior número de amostras possíveis
Longitudinais: evolução temporal das amostras – poucos indivíduos
Limitações
Microbioma
Organismos viáveis?
Inviáveis? (imunidade/ATB)
Transcriptoma
Proteômica
Metabolômica
PERSPECTIVAS
“Arsenal
Terapêutico”
Destruição dos
agentes
patogênicos
Antibióticos
Simbiose
Controle de Ambiente
Prebióticos
Probióticos
Revolução dos Cravos, 1974
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