Desenvolvimento de pipelines de genômica bacteriana e sua aplicação em isolados do Hospital Universitário de Brasília

Abstract

Avanços nas tecnologias de sequenciamento de DNA têm revolucionado estudos de genômica bacteriana por permitir montar genomas completos, a nível de cromossomo, de maneira rápida e barata, tornando viável pesquisas de genômica populacional. Atualmente, a análise computacional dos dados de sequenciamento é o principal obstáculo que impede a sua utilização em ambientes clínicos. Para solucionar este problema, desenvolvemos três pipelines baseados em contêineres computacionais capazes de montar e anotar genomas a partir de dados de sequenciamento de múltiplas plataformas, permitindo a identificação de genes de resistência, fatores de virulência, prófagos e elementos integrativos. No geral, um genoma pode ser montado e anotado em um laptop, em menos de um dia. Cada pipeline é modular, e leva em conta diferentes cenários analíticos prontamente configurados pelo usuário. A utilização de contêineres permite que estes pipelines sejam executados em qualquer sistema operacional e não necessitem da instalação manual de seus componentes. A aplicação destes pipelines em isolados bacterianos do Hospital Universitário de Brasília possibilitou a caracterização de uma cepa hipermucoviscosa de Klebsiella pneumoniae ST11-K64 multirresistente a antibióticos contendo diversos fatores de virulência. Os resultados deste trabalho reeditam alertas quanto ao surgimento de patógenos de alto risco devido à convergência de genes de resistência e virulência e reforçam a necessidade da criação de programas de vigilância contínua de patógenos. Demonstra-se ainda o grande potencial da genômica como uma valiosa aliada na batalha contra infecções bacterianas. Em conclusão, estes pipelines oferecem uma ferramenta computacional simples e direta, capaz de facilitar a inclusão de rotinas de sequenciamento genômico de bactérias em sistemas de saúde.