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14.2B: Microorganismos Oportunistas - Biologia

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objetivos de aprendizado

  • Descreva as características de um microorganismo oportunista

No reino geral da biologia, um oportunista é um organismo que é capaz de sustentar sua vida de várias fontes diferentes, mas quando surgem condições favoráveis, o organismo imediatamente aproveita a oportunidade para prosperar. Quando o foco se volta mais especificamente para a microbiologia, os cientistas chamam os organismos que se comportam dessa forma de microorganismos oportunistas. Um microrganismo é um organismo microscópico que pode ser uma única célula, agrupamento de células ou multicelular. Os microrganismos são muito diversos e incluem bactérias, fungos, algas e protozoários. Os microrganismos oportunistas são tipicamente microrganismos não patogênicos que atuam como patógenos em certas circunstâncias. Eles ficam dormentes por longos períodos de tempo até que o sistema imunológico dos hospedeiros seja suprimido e então eles aproveitam a oportunidade para atacar.

Pacientes com Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV) são particularmente suscetíveis a infecções oportunistas. O HIV pode evoluir para a Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (AIDS), que infecta e destrói as células T auxiliares (especificamente as células T CD4 +). Quando o número de células T CD4 + cai abaixo de um nível crítico, a imunidade mediada por células é perdida. Quando a imunidade é perdida, os microorganismos oportunistas podem infectar facilmente o paciente com AIDS sem serem destruídos pelo sistema imunológico. Esses patógenos oportunistas prosperam enquanto o corpo humano se deteriora lentamente.

Um exemplo de microorganismo oportunista é Haemophilus ducreyi. Este microrganismo infecta seu hospedeiro por meio de pele ou epiderme rachada. Em outras palavras, sem uma ferida aberta, essa doença sexualmente transmissível seria incapaz de usar o corpo humano como hospedeiro. Ele aproveita a oportunidade para infectar os linfócitos, macrófagos e granulócitos assim que entra na área de pele ferida.

Pontos chave

  • Um microrganismo é um organismo microscópico que pode ser uma única célula, agrupamento de células ou multicelular. Os microrganismos são muito diversos e incluem bactérias, fungos, algas e protozoários.
  • Microrganismos oportunistas são tipicamente microrganismos não patogênicos que agem como patógenos em certas circunstâncias. Eles ficam dormentes por longos períodos de tempo até que o sistema imunológico do hospedeiro seja suprimido e então eles aproveitam a oportunidade para atacar.
  • O Haemophilus ducreyi, um microrganismo, infecta seu hospedeiro por meio de pele rachada ou epiderme. Sem a ferida aberta, essa doença sexualmente transmissível seria incapaz de usar o corpo humano como hospedeiro.

Termos chave

  • microrganismo: Um organismo que é muito pequeno para ser visto a olho nu, especialmente um organismo unicelular, como uma bactéria.
  • Oportunista: Aproveitando as situações que surgem.
  • imunodeficiência: Esgotamento do sistema imunológico natural do corpo ou de algum componente dele.

Oportunismo

Oportunismo é a prática de tirar vantagem das circunstâncias - com pouca consideração pelos princípios ou quais são as consequências para os outros. Ações oportunistas são ações convenientes guiadas principalmente por motivos de interesse próprio. O termo pode ser aplicado a humanos individuais e organismos vivos, grupos, organizações, estilos, comportamentos e tendências.

Oportunismo ou "comportamento oportunista" é um conceito importante em campos de estudo como biologia, economia dos custos de transação, teoria dos jogos, ética, psicologia, sociologia e política.


Microbioma de lava-louças: diversidade microbiana e patógenos oportunistas putativos em comunidades de biofilme de lava-louças

Habitats extremos não estão apenas presentes na natureza, eles existem também em nossas casas modernas. Ambientes internos extremos são representados por eletrodomésticos, como máquinas de lavar louça, e geralmente são considerados limpos e abióticos. No entanto, as condições dentro das máquinas de lavar louça, como flutuações de baixas e altas temperaturas, pH, concentrações de NaCl, presença de detergentes e forças de cisalhamento dos ejetores de água, que inibem a maioria dos microrganismos, permitem o enriquecimento dos mais resistentes e poliextremotolerantes. Esses microrganismos selecionados podem representar um perigo oculto até agora esquecido.

A pesquisa sobre o microbioma da máquina de lavar louça começou em 2011 com a descoberta de que leveduras negras, especialmente a levedura negra oportunista Exophiala dermatitidis (Fig 1), colonize as vedações de borracha das máquinas de lavar louça domésticas. Este fenômeno global atraiu ainda mais atenção com o isolamento de outros patógenos oportunistas humanos fúngicos de máquinas de lavar louça, como Candida parapsilosis, Exophiala phaeomuriformis, Aureobasidium melanogenum, Fusarium dimerum, Magnusiomyces capitatus e Saprochaete clavata. Devido à ênfase em fungos, a comunidade bacteriana de lava-louças permaneceu inicialmente inexplorada.

Figura 1: Cultura pura (UMA) de fermento preto Exophiala dermatitidis, raramente isolado de ambientes naturais, mas frequentemente isolado de ambientes feitos pelo homem, como máquinas de lavar louça (B), cozinha (C), saunas, ...

Para resolver esse problema, nossa pesquisa se concentrou na identificação da diversidade de bactérias e fungos em biofilmes cultivados em uma superfície de cm 2 de vedações de borracha de 24 máquinas de lavar louça domésticas diferentes. Nos lacres de borracha, os microrganismos formam estruturas de biofilme sólidas e persistentes (Fig. 2), que foram raspadas da superfície dos lacres com bisturi estéril e analisadas quanto às interações inter e intra-reinos, importantes para a formação da comunidade microbiana. Extrações de DNA foram realizadas seguidas de sequenciamento de DNA de alto rendimento. Além disso, estudamos como as condições específicas das máquinas de lavar louça, como anos de uso, frequência de uso, temperatura de lavagem e dureza da água da torneira que chegam impactam a abundância e diversidade de microorganismos.

Figura 2: Biofilme, formado em vedações de borracha em máquinas de lavar louça domésticas. O quadrado vermelho representa o local de amostragem de 1 cm 2.

Nossa análise incluiu 24 máquinas de lavar louça domésticas selecionadas aleatoriamente. Cada proprietário da máquina de lavar louça preencheu um questionário com informações sobre o uso da máquina de lavar louça investigada. Após a raspagem do local de amostragem de 1 cm 2 do lacre de borracha, isolamos o DNA total do biofilme raspado, utilizando um kit molecular, seguido da amplificação do 16S rRNA para bactérias e ITS rRNA para fungos. Na etapa final, usamos o sequenciador Ilumina MiSeq para obter os amplicons de cada máquina de lavar louça. Diversas análises de dados foram realizadas para avaliar os resultados obtidos.

Figura 3: Gêneros bacterianos e fúngicos que foram representados no número de amostras de máquinas de lavar louça no estudo.

Biofilmes de lava-louças eram compostos por diversos filos de fungos e bactérias (Fig. 3). Microbioma resultou em gêneros bacterianos, como Pseudomonas, Escherichia, e Acinetobacter, conhecido por incluir patógenos oportunistas, que foram representados na maioria das amostras. Os gêneros de fungos mais freqüentemente encontrados pertencem a Candida, Cryptococcus, e Rhodotorula, também conhecido por incluir representantes patogênicos oportunistas. A idade, a frequência de uso e a dureza da água da torneira que entra em máquinas de lavar louça tiveram o impacto mais significativo nas composições da comunidade bacteriana e fúngica.

Figura 4: A comunidade bacteriana mudou ao longo dos anos de uso e frequência de uso das máquinas de lavar louça.

Com o envelhecimento da máquina, a comunidade microbiana que vive nas focas mudou. Na fase inicial (aproximadamente nos primeiros quatro anos), encontramos principalmente espécies bacterianas do filo Proteobacteria (Fig. 4), enquanto outras espécies bacterianas foram representadas em menor número. Entre os fungos, predominou o Ascomicetes (92%) (Fig. 5), representado pelos gêneros. Candida, Saccharomyces e Debaryomyces.

Nas máquinas de lavar louça mais velhas, com idade de 5-7 anos, as Proteobacteria diminuíram significativamente e foram substituídas por espécies bacterianas dos filos Actinobacteria e Firmucutes. Na parte fúngica da comunidade, observamos um fenômeno semelhante. A dominância inicial absoluta dos ascomicetos foi reduzida pela metade e substituída por fungos basidiomicetos, em particular dos gêneros. Cryptococcus e Rhodotorula.

Figura 5: A comunidade de fungos mudou com os anos de uso da máquina de lavar louça, a frequência de uso e a dureza da água da torneira que entrava.

A frequência de uso da máquina também teve um impacto na comunidade bacteriana. Em máquinas de lavar louça usadas com mais frequência (1-2x por dia), diferentes espécies de bactérias foram observadas do que em máquinas de lavar louça menos usadas (1-3x por semana). Representantes de espécies bacterianas patogênicas apareceram com mais frequência em frequências de lavagem mais baixas. Em frequências de lavagem mais altas, mais de 95% dos fungos eram leveduras ascomicetas dos gêneros Candida, Saccharomyces e Debaryomyces.

A dureza da água da torneira à qual a máquina de lavar louça foi conectada teve um impacto significativo na população de fungos. Os fungos foram mais frequentemente isolados de amostras de água com maior teor de íons cálcio e com presença moderada de magnésio. Nas máquinas de lavar louça conectadas à água da torneira, identificamos diferentes gêneros de fungos do que nas máquinas de lavar louça conectadas à água mais mole. Em particular, a presença de íons cálcio influenciou a colonização pela levedura negra. Exophiala dermatitidis.

Candida spp., encontrados na prevalência mais alta (100%) em todas as máquinas de lavar louça, mostram que este gênero foi muito bem adaptado para ser cultivado em sistemas feitos pelo homem como as máquinas de lavar louça. Em biofilmes mistos de bactérias e fungos, a adesão precoce, o contato com as espécies e as interações são vitais no processo de formação do biofilme. Complexos mistos de bactérias e fungos podem fornecer uma estrutura biogênica preliminar para o estabelecimento de biofilmes. Este estudo confirma que eletrodomésticos, como máquinas de lavar louça, suportam o crescimento de biofilmes microbianos, colonizados por bactérias e fungos poliferrmotolerantes, podendo representar uma fonte potencial de infecções de origem doméstica.

O significado de nossa pesquisa está na identificação da composição microbiana de biofilmes formados em um eletrodoméstico amplamente utilizado, máquinas de lavar louça, na descrição de como diversas condições abióticas afetam a composição da microbiota bacteriana fúngica mista e quais membros-chave estavam presentes nos processos iniciais de colonização.

Nosso artigo intitulado “Microbiomes in Dishwashers: Analysis of the microbial diversidade and putative oportunistic patogens in machines washing biofilm Communities” foi publicado em Applied and Environmental Microbiology, 10.1128 / AEM.02755-17.

Escrito por: Jerneja Zupančič, Prem K. Raghupathi e Nina Gunde-Cimerman


Abordagens metagenômicas para investigar o microbioma intestinal de pacientes com COVID-19

Na última década, tornou-se cada vez mais evidente que o microbioma é um componente central do bem-estar e da doença humana. Porém, para estabelecer métodos terapêuticos inovadores, é fundamental aprender mais sobre a microbiota. Desse modo, a área de metagenômica e métodos e ferramentas bioinformáticas associadas tem se tornado considerável no estudo da biodiversidade do microbioma humano. A aplicação dessas abordagens metagenômicas para estudar o microbioma intestinal em pacientes com COVID-19 pode ser uma das áreas promissoras de pesquisa na luta contra a infecção e disparidade por SARS-CoV-2. Portanto, é muito importante compreender como o microbioma intestinal é afetado ou pode afetar o SARS-CoV-2. Aqui, apresentamos uma visão geral das abordagens e métodos usados ​​nos estudos publicados atuais em pacientes COVID-19 e no microbioma intestinal. A precisão dessas pesquisas depende da escolha adequada e do uso ideal das plataformas e ferramentas de bioinformática metagenômica. Curiosamente, a maioria dos estudos relatou que a microbiota dos pacientes com COVID-19 é enriquecida com microorganismos oportunistas. A escolha e o uso de ferramentas e técnicas computacionais adequadas para investigar com precisão a microbiota intestinal são, portanto, essenciais para determinar o perfil do microbioma adequado para o diagnóstico e a composição antiviral ou preventiva microbiana mais confiável.

Palavras-chave: 16S rRNA gene COVID-19 SARS-CoV-2 bioinformática gene marcador análise humana microbioma metagenômica metaproteômica metatranscriptômica.

Declaração de conflito de interesse

Declaração de Conflito de Interesses: O (s) autor (es) não declararam nenhum potencial conflito de interesse com relação à pesquisa, autoria e / ou publicação deste artigo.


Características de virulência de mecA- Estafilococos Clínicos Coagulase Negativos Multirresistentes Positivos

Os estafilococos coagulase-negativos (CoNS) são um grupo importante de microrganismos patogênicos oportunistas que causam infecções em ambientes hospitalares e geralmente são resistentes a muitos agentes antimicrobianos. Nós relatamos as características fenotípicas e genotípicas de virulência de um grupo seleto de clínicas, mecA-positivos (codificando a proteína de ligação à penicilina 2a) isolados de CoNS. Todos os CoNS eram resistentes a dois ou mais antimicrobianos com S. epidermidis cepa 214EP, mostrando resistência a quinze dos dezesseis agentes antimicrobianos testados. Os genes de resistência aos aminoglicosídeos foram os mais comumente detectados. A presença de megaplasmídeos contendo tanto transferência horizontal de genes quanto determinantes genéticos de resistência antimicrobiana indica que CoNS pode disseminar resistência a antibióticos para outras bactérias. Staphylococcus sciuri espécies produziram seis enzimas de virulência, incluindo uma DNase, gelatinase, lipase, fosfatase e protease que são suspeitas de degradar tecidos em nutrientes para o crescimento bacteriano e contribuem para a patogenicidade de CoNS. O ensaio de PCR para a detecção de genes associados ao biofilme encontrou o eno (que codifica a proteína de ligação à laminina) em todos os isolados. A medição de sua capacidade de formação de biofilme e as análises do coeficiente de correlação de Spearman revelaram que os resultados dos ensaios de cristal violeta (CV) e substâncias poliméricas extracelulares (EPS) foram significativamente correlacionados (ρ = 0,9153, P = 3,612e-12). A presença de fatores de virulência, capacidade de formação de biofilme, enzimas extracelulares, resistência a múltiplas drogas e marcadores de transferência de genes em mecAcepas clínicas CoNS positivas usadas neste estudo as tornam patógenos oportunistas poderosos. O estudo também garante uma avaliação cuidadosa das infecções nosocomiais causadas por CoNS e pode ser útil no estudo do mecanismo de virulência e fatores associados à sua patogenicidade in vivo e no desenvolvimento de estratégias eficazes de mitigação.

Palavras-chave: Virulência multirresistente de estafilococos coagulase-negativa.

Declaração de conflito de interesse

Os autores declaram não haver conflito de interesses.

Bonecos

Perfis de DNA de plasmídeo de Staphylococcus ...

Perfis de DNA de plasmídeo de Estafilococo espécies. Eletroforese em gel de agarose (0,8%) foi executado em ...

Formação de biofilme de Estafilococo espécies…

Formação de biofilme de Estafilococo espécies mostradas por coloração com violeta cristal (CV). Os experimentos foram ...

Formação de biofilme de Estafilococo espécies…

Formação de biofilme de Estafilococo espécies mostradas por ensaio de substâncias poliméricas extracelulares (EPS). Experiências ...

Formação de biofilme de Estafilococo espécies…

Formação de biofilme de Estafilococo espécies mostradas pelo ensaio de brometo de 3- (4,5-dimetil-2-tiazolil) -2,5-difenil-2H-tetrazólio (MTT). Os experimentos foram ...

Análise de componente principal (PCA) de ...

Análise de componentes principais (PCA) de cristal violeta (CV), substâncias poliméricas extracelulares (EPS) e ...

Microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo ...

Imagens de microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FESEM) de biofilme. A barra de escala em ...

Imagens NS-TEM de biofilme. O…

Imagens NS-TEM de biofilme. A barra de escala em todas as imagens corresponde a ...


O que mais pode C. diff Fazer?

Em geral, os micróbios são bons em transformar uma molécula em outras moléculas. C. diff faz o mesmo. Ele come sua comida (especialmente aminoácidos) e cospe outras moléculas. Um deles é pára-cresol.

A pequena molécula pára-cresol é ruim para alguns micróbios. Quando absorvido por algumas bactérias, impede o seu crescimento. Os cientistas acham que isso pode ter a ver com sua parede celular bacteriana. Então, vamos dar uma olhada na parede celular bacteriana com um pouco mais de detalhes.


Pacientes com Parkinson e # 8217s têm muito mais micróbios oportunistas em seu trato gastrointestinal, revela estudo

Os cientistas descobriram, pela primeira vez, que os pacientes com doença de Parkinson têm um número muito maior de micróbios causadores de doenças oportunistas vivendo em seu trato gastrointestinal, em comparação com pessoas sem a doença.

Mais estudos são necessários para determinar se esses microorganismos oportunistas podem estar envolvidos diretamente no início e no desenvolvimento da doença, observaram os pesquisadores.

Embora as causas específicas do Parkinson ainda não sejam totalmente compreendidas, acredita-se que a doença resulte de uma combinação de fatores genéticos e ambientais.

Em 2003, pesquisadores alemães liderados pelo professor Heiko Braak propuseram que as formas não hereditárias de Parkinson realmente se desenvolvessem primeiro no intestino, impulsionadas pela presença de micróbios nocivos que então viajam para o cérebro usando a rede de nervos que inervam o sistema gastrointestinal (GI) trato, denominado sistema nervoso entérico.

“Embora muitos aspectos da hipótese de Braak tenham ganhado apoio nos últimos anos, não há evidência direta de que um patógeno [micróbio causador de doenças] esteja envolvido”, escreveram os pesquisadores.

No entanto, pesquisadores da Universidade do Alabama em Birmingham e colegas descobriram que os indivíduos com Parkinson têm um número muito maior de patógenos oportunistas vivendo em seu trato gastrointestinal, em comparação com pessoas sem a doença.

“A questão emocionante é se esses são os patógenos de Braak capazes de desencadear a DP [doença de Parkinson], ou são irrelevantes para a DP, mas capazes de penetrar no intestino e crescer, porque o revestimento do intestino está comprometido na DP”, Haydeh Payami, PhD, professor de neurologia na Universidade do Alabama em Birmingham, disse em uma notícia.

Normalmente, os micróbios oportunistas são inofensivos. No entanto, em certas circunstâncias, eles podem se tornar perigosos e causar infecções, especialmente em pessoas com sistema imunológico comprometido ou um distúrbio que perturba o revestimento do intestino.

Embora estudos anteriores relatassem uma série de alterações na composição de microrganismos encontrados no trato gastrointestinal de pacientes com Parkinson, esses micróbios oportunistas nunca foram encontrados antes.

“Suspeitamos que a razão pela qual fomos capazes de detectar esses microrganismos é que eles são raros e tínhamos um tamanho de amostra e poder muito maiores do que os estudos anteriores”, disse Payami.

Payami e seus colegas realizaram o maior estudo de associação de todo o microbioma - estudos que visam determinar se certos micróbios podem estar associados a um distúrbio específico - em pacientes com Parkinson até o momento.

Usando sequenciamento de genes avançado e ferramentas de bioinformática, eles analisaram dados de dois conjuntos de dados independentes: um contendo dados de 197 indivíduos com Parkinson e 130 indivíduos sem a doença (controles) e outro contendo dados de 323 pacientes com Parkinson & # 8217s e 184 controles.

Consistente com estudos anteriores, suas análises revelaram que, em comparação com os controles, os pacientes com Parkinson tinham um número muito maior de bactérias probióticas metabolizadoras de carboidratos pertencentes ao Lactobacillus e Bifidobactérias gêneros em seu trato GI.

Por outro lado, e também de acordo com estudos anteriores, os pacientes tinham menor número de micróbios que produzem ácidos graxos de cadeia curta, incluindo vários pertencentes ao Ruminococcaceae e Lachnospiraceae famílias.

As análises também mostraram, pela primeira vez, que os pacientes com Parkinson tinham níveis muito mais altos de micróbios oportunistas em seu trato gastrointestinal em comparação com os controles, incluindo aqueles pertencentes ao Porfiromonas, Prevotella, e Corynebacterium gêneros.

É importante ressaltar que os 15 gêneros de bactérias associados à doença de Parkinson foram observados em ambos os conjuntos de dados. As alterações na composição das bactérias intestinais observadas em pacientes com Parkinson foram consideradas independentes do sexo, idade, índice de massa corporal (IMC), nível de desconforto gastrointestinal, dieta e região geográfica.

“Em conclusão, descobrimos sinais robustos e reproduzíveis, que reafirmam e geram pistas para a experimentação de causa e efeito, progressão da doença e alvos terapêuticos”, escreveram os pesquisadores.

“Há mais a ser aprendido com tamanhos de amostra maiores com maior poder, estudos longitudinais para rastrear a mudança de doença prodrômica [precoce] para avançada e por sequenciamento de metagenoma de próxima geração para ampliar o escopo de bactérias e arquéias para incluir vírus e fungos, e melhorar a resolução da cepa e o nível do gene ”, acrescentaram.


14.2B: Microorganismos Oportunistas - Biologia

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Os artigos de destaque representam a pesquisa mais avançada com potencial significativo de alto impacto no campo. Artigos de destaque são submetidos a convite individual ou recomendação dos editores científicos e passam por revisão por pares antes da publicação.

O artigo pode ser um artigo de pesquisa original, um estudo de pesquisa substancial que frequentemente envolve várias técnicas ou abordagens ou um artigo de revisão abrangente com atualizações concisas e precisas sobre os últimos avanços no campo que revisa sistematicamente os avanços mais interessantes na área científica literatura. Este tipo de papel fornece uma perspectiva sobre as futuras direções de pesquisa ou possíveis aplicações.

Os artigos do Editor’s Choice são baseados em recomendações de editores científicos de periódicos MDPI de todo o mundo. Os editores selecionam um pequeno número de artigos recentemente publicados na revista que eles acreditam ser particularmente interessantes para os autores ou importantes neste campo. O objetivo é fornecer um instantâneo de alguns dos trabalhos mais interessantes publicados nas várias áreas de pesquisa da revista.


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Insights sobre a transferência horizontal de genes de determinantes de carbapenemase no patógeno oportunista Acinetobacter baumannii

A transferência horizontal de genes (HGT) é uma força motriz para a evolução das bactérias. O rápido surgimento da resistência antimicrobiana reflete a capacidade de adaptação genética dos patógenos. Acinetobacter baumannii surgiu nas últimas décadas como um importante patógeno nosocomial oportunista, em parte devido à sua alta capacidade de adquirir resistência a diversas famílias de antibióticos, inclusive aos chamados medicamentos de última linha, como os carbapenêmicos. A pressão seletiva desenfreada e a troca genética de genes de resistência dificultam o tratamento eficaz de infecções resistentes. A. baumannii usa todos os mecanismos de resistência para sobreviver contra os carbapenemas, mas a produção de carbapenemases é o principal mecanismo, que pode atuar em sinergia com outros. A. baumannii parece usar todos os mecanismos de disseminação do gene. Além da conjugação, os estudos recentes mais relatados apontam para a transformação natural, a transdução e a transferência mediada por vesículas da membrana externa como mecanismos que podem desempenhar um papel na disseminação dos determinantes da carbapenemase. Compreender a mobilização genética dos genes da carbapenemase é fundamental para prevenir sua disseminação. Aqui, revisamos os carbapenemases encontrados em A. baumannii e apresentamos uma visão geral do conhecimento atual das contribuições dos vários mecanismos de HGT para a epidemiologia molecular da resistência aos carbapenem neste patógeno oportunista relevante.

Palavras-chave: Acinetobacter antimicrobiana resistência conjugação epidemiologia metalo-β-lactamases transformação natural vesículas de membrana externa mediada por transferência de oxacilinases transdução.