New insights into the pathogenicity of Listeria monocytogenes clonal complexes

Resumo

Listeria monocytogenes é um agente patogénico de origem alimentar que causa listeriose humana. Este agente patogénico afeta principalmente idosos, recém-nascidos, grávidas e indivíduos imunocomprometidos, com diferentes graus de gravidade, dependendo de fatores intrínsecos dos indivíduos e do próprio agente patogénico. Por conseguinte, são esperados diferentes quadros clínicos, desde uma simples gastroenterite a infeções do sistema nervoso central, materno-neonatais e bacteriémicas. Além disso, L. monocytogenes é uma espécie diversa, tanto do ponto de vista genético como fenotípico, o que resulta numa elevada variação da resposta ao stress e do potencial de virulência entre estirpes. O Multilocus sequence typing (MLST) tem sido amplamente usado como método de referência para categorizar a estrutura clonal das espécies bacterianas e definir complexos clonais (CCs) de isolados geneticamente relacionados, ou seja, descendentes de um mesmo antepassado. Nesta espécie, a combinação de MLST com dados epidemiológicos permitiu distinguir CCs hipervirulentos que são notavelmente mais prevalentes em casos clínicos e associados a casos graves de listeriose. Contrariamente, outros CCs, denominados hipovirulentos, são predominantemente isolados de alimentos e de ambientes de processamento alimentar e associados à ocorrência de listeriose em indivíduos altamente imunocomprometidos. O objetivo do presente trabalho foi avaliar e comparar o potencial de virulência de estirpes de L. monocytogenes pertencentes a CCs hiper- (CC1, CC2, CC4, CC6, CC87 e CC388) e hipovirulentos (CC9 e CC12). Dezasseis isolados recolhidos de casos clínicos ocorridos em Portugal, distribuídas por oito CCs distintos, foram selecionados e caracterizados em termos de: i) eficiência de invasão in vitro em células Caco-2; ii) presença de mutações no códão stop-prematuro (PMSC) no gene inlA; iii) infeção in vivo em larvas de Galleria mellonella e caraterização do seu índice saúde, iv) atividade hemolítica; e, v) sobrevivência à barreira ácida do estômago (pH 2,5 e 3). Foram ainda caracterizadas cinco estirpes em termos do seu efeito imunomodulador em larvas de G. mellonella infetadas e a nível da expressão de cinco genes de virulência (inlA, inlB, actA, hly, plcA e prfA). Os resultados obtidos demonstraram que existe uma distinção clara nas eficiências de invasão em células Caco-2 entre estirpes pertencentes a CCs hiper e hipovirulentos, com os isolados do CC121 e CC9 a apresentarem uma baixa capacidade de invasão e PMSCs no gene inlA. Embora esta evidência relacionada com o CC tenha sido encontrada em ensaios in vitro, os isolados do CC9 apresentaram um fenótipo hipervirulento após a infeção de larvas de G. mellonella, enquanto os isolados de CCs hipervirulentos (CC2 e CC6) causaram taxas de mortalidade das larvas reduzidas. Além disso, observaram-se diferenças intra-complexo clonal entre as estirpes do CC6. A comparação da atividade hemolítica entre CCs, realizada utilizando placas de ágar-sangue e um ensaio em microplacas, mostrou que uma estirpe do CC121 apresentava uma maior capacidade de hemólise de glóbulos vermelhos. Esta observação foi validada por níveis de expressão mais elevados do gene hly (que codifica a proteína listeriolisina O, LLO); esta estirpe também apresentou uma expressão aumentada dos genes de virulência inlA e actA. Não foram encontradas diferenças significativas na sobrevivência a pH baixo entre CCs. Em conclusão, o presente estudo sublinhou a importância de incorporar dados genotípicos e fenotípicos na caraterização do potencial de virulência de L. monocytogenes. No entanto, são necessários mais estudos, por exemplo na análise do genoma, para gerar novos conhecimentos e explicar alguns dos fenótipos registados. Além disso, não existindo risco zero de infeção por L. monocytogenes, é necessário identificar biomarcadores fiáveis a utilizar na avaliação de risco na indústria alimentar.

Data de atribuição	23 jan. 2024
Idioma original	English
Instituição de premiação	Universidade Católica Portuguesa
Supervisor	Vânia Borges Ferreira (Supervisor), Paula Teixeira (Co-Orientador) & Rui Magalhães (Co-Orientador)