ESTUDO IN SILICO DAS LINHAGENS DE ENTEROCOCCUS FAECIUM: ANÁLISE PANGENÔMICA E PREDIÇÃO DE ALVOS VACINAIS E DE FÁRMACOS

Abstract

Objetivo: Utilizar ferramentas de Bioinformática para realização in silico de análises pangenômicas e predição de alvos vacinais e de fármacos das linhagens da espécie Enterococcus faecium. Materiais e métodos: Para análises pangenômicas foram utilizados os softwares Gegenees e SplitsTree. Para análise de sintenia gênica foi utilizado o software Mauve, e para a predição de ilhas genômicas foi utilizado o GIPSy. Os resultados adquiridos foram plotados para a plasticidade genômica com o software BRIG. Já para predizer os candidatos a alvos de vacinas e fármacos, inicialmente foi realizado o OrthoFinder para pesquisa de genes ortólogos e classificação em core genoma, shared e singletons; em seguida foram retiradas as proteínas homólogas ao hospedeiro do core. Após esse resultado, foi feita a pesquisa de localização subcelular destas proteínas, e foram utilizados os softwares Vaxign e MOHlline para predição de potenciais candidatos a alvos vacinais e de fármacos, respectivamente. Resultados: Nas análises pangenômicas, as linhagens de E. faecium apresentaram um alto grau de similaridade e diversos genes em comum. A sintenia gênica sugere uma ancestralidade comum com presença de inversões e translocações, entretanto, mesmo com a dinâmica evolutiva, resultou em pouca sintenia. Referente às ilhas genômicas, foram encontradas 20 ilhas de patogenicidade e 11 de resistência – somatória de dois outgroups. Em seguida, através da ferramenta BLAST, foram encontradas 156 proteínas que não são homólogas ao hospedeiro humano. Essas proteínas tiveram sua localização subcelular classificadas em PSE (possivelmente expostas na superfície), de membrana e secretadas, direcionadas para alvos vacinais e citoplasmáticas, para alvos de fármacos. Cinquenta e duas proteínas foram candidatas a alvos de vacina, das quais apenas cinco apresentaram probabilidade de adesão > 0,51. Cento e quatro proteínas foram selecionadas para alvos de fármacos, das quais apenas cinco proteínas apresentaram mais de 25% de identidade, segundo o filtro de qualidade estrutural do MOHlline. Discussão: O alto grau de similaridade encontrado e o compartilhamento de genes em comum sugere uma estreita relação genética entre as diferentes linhagens de E. faecium estudadas, o que remete a um projeto prospectivo. Ademais, com o resultado de ilhas genômicas pode-se inferir presença de fatores de virulência e de genes relacionados à antimicrobianos. Por fim, dentre as candidatas a alvos vacinais, houve presença desde proteína hipotética à proteína ligante a penicilina. Esta última é caracterizada pela sua afinidade à penicilina, que pode estar relacionada a resistência a esse antibiótico. Já as candidatas a alvos de fármacos apresentam duas proteínas que estão relacionadas a alguns processos biológicos, tais como replicação, recombinação e reparação do DNA. Além disso, há outra proteína da classe “candidatos a alvos de fármacos” que é interessante de ser relatada, é a sugar-binding domain-containing protein, que representa uma proteína com potencial para ligar-se a carboidratos e gerar produtos oxidados. Conclusão: A utilização de ferramentas de Bioinformática pode auxiliar na busca por prevenção e tratamento contra as doenças causadas por E. faecium, além disso contribuem para otimizar o tempo em bancada, caracterizando in silico potenciais candidatos a alvos vacinais e de fármacos.