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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/27877
ANÁLISE DA VARIABILIDADE DO GENÓTIPO VGII DE CRYPTOCOCCUS GATTII EM ISOLADOS CLÍNICOS E AMBIENTAIS DO BRASIL
Souto, Ana Carolina Peixoto | Date Issued:
2014
Author
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Infectologia Evandro Chagas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
A criptococose é causada por duas espécies dist intas de leveduras capsuladas da divisão dos basidiomicetos, Cryptococcus neoformans e Cryptococccus gattii , as quais causam infecções invasivas emergentes de significativa le talidade, seja em imunodeprimidos ou imunocompetentes. No Brasil, a criptococose por C. gattii tem caráter endêmico, ocorrendo principalmente em indivíduos HIV negativos. O caráter epidêmico deste agente tem sido evidenciado por surtos em animais, sendo o mais significativo a epidemia ocorrida em Vancouver, Canadá, atingindo humanos e animais desde 1999. A emergência de infecções por C. gattii em área temperada tem chamado atenção para mudanças ecológicas e expansão geográfica de variantes virulentas. Diferentes genótipos têm sido identificados nas espécies de Cryptococcus , sendo o tipo VNI de C. neoformans e o tipo VGI de C. gattii predominantes no mundo. Diferentemente, nas regiões N e NE do Brasil, o predomínio das meningites fúngicas humanas está relacionado ao genótipo VGII, o mesmo tipo relacionado à epidemia em Vancouver, Canadá. Foi elaborado um consenso com um esquema de MultiLocus Sequence Typing (MLST) para os membros do complexo C. neoformans/C. gattii baseado nas regiões variáveis do genoma (genes CAP59, GPD1, LAC1, PLB1, SOD1, URA5 e IGS1) para a genotipagem das duas espécies. Esta metodologi a permitiu identificar os subtipos VGIIa, VGIIb e VGIIc, sendo o último considerado mais virulento dos subtipos de VGII isolados durante a epidemia. Com o objetivo de identif icar sub-tipos potencialmente virulentos circulantes no Brasil, analisamos através de MLST, isolados clínicos e ambientais de C. gattii , de diferentes regiões e estados do Brasil. Cepas de C. gattii da Coleção de Fungos Patogênicos (CFP-IPEC) foram incluídas no estudo e os genótipos VGI-VGIV foram identificados através de URA5 -RFLP (Restriction fragment length polymorfism do gene URA5) As cepas VGIIs foram analisadas por MLST para identificação de subtipos com base no consenso de tipagem proposto pela ISHAM. Foram encontradas 85 isolados VGII, sendo 75 clínicas e 10 ambientais, todas tipo sexuado MATalfa, com excessão de 4 amostras que foram identificadas como MATa. Na análise de MLST, foram obtidos de 8 a 32 tipos de alelos nos 7 loci, sendo que o gene LAC1 apresentou a menor variabilidade e a região IGS1 e o gene SOD1 maior variabilidade. Verificamos que as cepas VGII do Brasil analisadas apresentam uma expressiva variabilidade molecular, principalmente quando comparadas ao relatado em estudos similares em outras regiões do mundo como Austrália, Canadá e Ásia. Do total de 56 subtipos (STs) identificados, 47 são exclusivos do Brasil e 40 são representados por apenas uma cepa. Os STs mais frequentes foram o ST20 (VGIIa) com 7 cepas e o ST5 com 6 cepas, todos da região norte. O ST12 4 foi identificado em 5 cepas e detectado exclusivamente na região nordeste (PI) de amostras clínicas e ambientais, sugerindo que estas fontes ambientais urbanas ou peri-urbanas possam ser a origem da infecção em humanos e que certos subtipos possam ter um padrão geográfico restrito. No Brasil, a ocorrência de diferentes STs moleculares sugere uma complexa estrutura populacional deste agente, além disso, a elevada diversidade genética observada nas cepas da região nordeste neste estudo e o fato de que os STs predominantes do surto do Canadá e EUA se encontram somente na região norte reforça a hipótese da origem de C. gattii VGII ser na floresta Amazônica.
Abstract
Cryptococcosis is caused by two distinct species of capsulated basidiomycetes yeasts, Cryptococcus neoformans and Cryptococccus gattii, which are responsible for invasive infections with significant lethality, either in immunocompetent or immunocompromised individuals. In Brazil, cryptococcosis by C. gattii is endemic, occurring mainly in HIV negative individuals. The epidemic nature of this agent has been reported by outbreaks in animals and human in Vancouver, Canada, which is the most significant outbreak and started in 1999. The emergence of cryptococcosis by C. gattii in temperate area has drawn attention to ecological changes and geographical spread of virulent variants. Different genotypes have been identified in Cryptococcus spp., and the VNI of C. neoformans and the VGI type of C. gattii are the most prevalent worldwide. Unlike, the prevalence of human fungal meningitis is related to genotype VGII in the regions North and Northeast of Brazil, the same type of the Canada epidemic. Was developed a consensus MultiLocus Sequence Typing (MLST) scheme for the members of the C. neoformans/C. gattii species complex based on the variable regions of the genome (genes CAP59, GPD1, LAC1, PLB1, SOD1, URA5 and IGS1). This methodology allowed the identification of VGIIa, VGIIb and VGIIc, being the latter the most virulent subtype isolated during the epidemic. The aim of the study is to identify the potentially virulent subtypes of Cryptococcus spp., which occur in Brazil, by MLST. Clinical and environmental isolates of C. gattii from different Brazilian regions, stored in the Culture Collection of Pathogenic Fungi (CFP- IPEC) were included in the study The genotypes VGI - VGIV were identified through URA5 - RFLP (Restriction fragment length polymorfism of URA5 gene). All 85 VGII strains, 75 clinical and 10 environmental, were analyzed by MLST to identify subtypes based on consensus typing proposed by ISHAM. The majority of the strains (81) were identified as mating type alfa, and four as mating type a. In the MLST analysis, 8 to 32 allele types were observed in the 7 loci. The gene LAC1 showed less variability and IGS1 and SOD1 the highest variability. Our findings showed that Brazilian VGII exhibit a significant molecular variability, especially when compared to the studies in other regions of the world, like Australia, Canada and Asia. From a total of 56 STs (subtypes) identified, 47 are unique in Brazil and 40 are represented by only one strain. The most frequent STs were ST20 (VGIIa), accounting 7 strains, and ST5, accounting 6 strains, all from the northern Brazilian region. The ST124 was identified in 5 strains and detected exclusively in the northeast (PI) region from clinical and environmental strains, suggesting that these urban or peri-urban environmental sources can cause human infection and certain subtypes may have a restricted geographic pattern. In Brazil, the occurrence of different molecular types suggests a complex population structure of this agent, in addition, the high genetic diversity observed in the strains of the northern region and the fact that the predominant subtypes of the outbreak in Canada and the U.S. are only in the north region, reinforce the hypothesis of the origin of C. gattii VGII be in the Amazon rainforest.
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