EVENTO
Priorização de alvos moleculares em Klebsiella pneumoniae através da integração de dados transcritômicos aplicados à reconstrução metabólica
Tipo de evento: Exame de Qualificação
A emergência de isolados clínicos bacterianos apresentando resistência a uma ampla gama de medicamentos antibióticos representa uma preocupação global. Os primeiros relatos de bactérias resistentes a antibióticos datam do princípio da utilização clínica destas substâncias, na primeira metade do século XX. Desde então, tem sido constante a busca por medicamentos mais efetivos, com menor toxicidade ao paciente, e capazes de driblar os mecanismos de resistência bacterianos. Entre as bactérias de interesse clínico encontram-se Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa e Enterobacter spp., acronicamente designadas patógenos ESKAPE pela Sociedade de Doenças Infecciosas dos Estados Unidos (IDSA). Estes microorganismos foram selecionados como relevantes por sua capacidade de evadir a ação de antibióticos e pela ameaça clínica que representam, de maneira que o melhor entendimento de seus mecanismos de resistência e virulência podem levar à criação de estratégias inovadoras para o desenvolvimento de opções terapêuticas alternativas para estes e outros patógenos [1].K. pneumoniae é uma enterobactéria causadora de pneumonia frequentemente isolada em infecções no âmbito hospitalar, embora seja também encontrada em infecções associadas à comunidade [2]. Esta bactéria utiliza um amplo repertório de estratégias para resistir aos antibióticos comumente usados, tais como a formação de uma espessa cápsula, a expressão de bombas de efluxo e de enzimas inativadoras de certas classes de drogas (a exemplo das beta-lactamases) e a variação na composição de porinas [1, 2]. Devido à sua importância médica, é de fundamental importância o estudo destas estratégias, bem como determinar novos alvos moleculares para seu controle, o que pode ser realizado com o auxílio das técnicas de sequenciamento de nova geração acopladas ao estudo por ferramentas de bioinformática.A presente proposta tem como objeto de estudo a cepa Kp13 de K. pneumoniae, isolada no sul do Brasil em 2009 na ocasião de um surto clonal e cujo genoma foi completamente determinado por nosso grupo. Os dados obtidos do genoma completo, que permitiram elucidar o repertório molecular de "armas moleculares" que este patógeno possui e que o tornam multirresistente [3, 4], serão no presente expandidos usando dados de expressão (RNA-seq) [5]. Dessa forma, a rede metabólica de Kp13 será reconstruída utilizando como critério de refino a informação oriunda do transcritoma desta bactéria sob diferentes condições abióticas (variando as concentrações de magnésio e alternando a exposição ao antibiótico polimixina B, considerada um tratamento de último caso para patógenos multirresistentes). Pretende-se, com esta abordagem, compreender a resposta metabólica de Kp13 frente à variação ambiental, estudando as vias metabólicas ativadas/desativadas durante a exposição ao antibiótico polimixina e/ou magnésio. A análise da rede metabólica obtida sob diferentes condições será complementada com o estudo de seus "choke-points", enzimas associadas à reações topologicamente mais importantes, que fornecem uma maneira de priorizar alvos moleculares. Ademais, os alvos detectados serão também ranqueados de acordo com sua drogabilidade estrutural, através da aplicação de algoritmos de modelagem molecular de proteínas, onde serão buscados, especificamente, cavidades com potenciais sítios de ligação a pequenas moléculas com base em suas propriedades fisico-químicas . Um subconjunto das proteínas candidatas a alvos moleculares serão escolhidas para a realização de docking molecular contra bases de dados de drogas, utilizando um protocolo de duas etapas que consiste em enriquecer e refinar a modelagem.Portanto, nesta proposta busca-se maior entendimento da resposta da ativação/desativação gênica de K. pneumoniae frente a variações do meio e a exposição a antibióticos, e como estes influenciam no repertório metabólico exibido por esta bactéria. Nesta abordagem serão utilizadas técnicas de distintos ramos da bioinformática, notadamente a transcritômica, a biologia de sistemas e a modelagem molecular, com fins de determinar um subconjunto de proteínas que podem servir como novos alvos terapêuticos para o controle deste importante patógeno. Bibliografia:1. Pendleton JN, Gorman SP, Gilmore BF: Clinical relevance of the ESKAPE pathogens. Expert Rev Anti Infect Ther 2013, 11:297308.2. Podschun R, Ullmann U: Klebsiella spp. as nosocomial pathogens: epidemiology, taxonomy, typing methods, and pathogenicity factors. Clin Microbiol Rev 1998, 11:589603.3. Ramos PIP, Picão RC, Vespero EC, Pelisson M, Zuleta LFG, Almeida LGP, Gerber AL, Vasconcelos ATR, Gales AC, Nicolás MF: Pyrosequencing-based analysis reveals a novel capsular gene cluster in a KPC-producing Klebsiella pneumoniae clinical isolate identified in Brazil. BMC Microbiol 2012, 12:173.4. Ramos PIP, Picão RC, Almeida LGP, Lima NCB, Girardello R, Vivan ACP, Xavier DE, Barcellos FG, Pelisson M, Vespero EC, Médigue C, Vasconcelos ATR de, Gales AC, Nicolás MF: Comparative analysis of the complete genome of KPC-2-producing Klebsiella pneumoniae Kp13 reveals remarkable genome plasticity and a wide repertoire of virulence and resistance mechanisms. BMC Genomics 2014, 15:54.5. Croucher NJ, Thomson NR: Studying bacterial transcriptomes using RNA-seq. Curr Opin Microbiol 2010, 13:619624.
Data Início: 30/04/2015 Hora: 14:00 Data Fim: 30/04/2015 Hora: 17:00
Local: LNCC - Laboratório Nacional de Computação Ciêntifica - Auditorio A
Aluno: Pablo Ivan Ramos - Fundação Oswaldo Cruz - Fiocruz-Bahia
Orientador: Marisa Fabiana Nicolás - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
Participante Banca Examinadora: Artur Ziviani - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC Fabio Andre Machado Porto - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC Laurent Emmanuel Dardenne - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
