Loading. Please wait...

“Cartografierea elementelor genetice mobile – studiu bioinformatic asupra rezistomului ESKAPE din probe clinice si de mediu din Romania”

Titlu Proiect:Cartografierea elementelor genetice mobile – studiu bioinformatic asupra rezistomului ESKAPE din probe clinice si de mediu din Romania

Număr Proiect: PN-III-P1-1.1-PD-2021-0540

Agenția Finanțatoare: UEFISCDI

Director de proiect: Marius Surleac

Mentor: Carmen Mariana Chifiriuc

Acronim: EMPIRE

Durată proiect: 2022 – 2024

Descriere proiect:

România se află în topul țărilor cu cele mai ridicate rate de rezistență la antibiotice (RA), după cum reiese din datele cele mai recente provenite de la rețelele internaționale de supraveghere și control, precum ECDC, justificând astfel nevoia urgentă de a monitoriza dinamica RA în probe clinice și de mediu. Ținta acestui proiect este de a contribui la studiul elementelor genetice mobile (EGM), reprezentând factori importanți în dinamica globală a răspândirii rezistenței. Acest proiect are ca scop caracterizarea detaliată a rezistomului ESKAPE prin analize bioinformatice ale diverselor EGM (ex. plasmide, transpozoni, insule genomice), care reprezintă rezervoare importante de gene de rezistență și de seturi întregi de combinații de astfel de gene. Aceste aspecte vor fi corelate cu studii bioinformatice țintite pe relații filogenetice între astfel de factori, între tulpini din aceeași specie sau din specii diferite; aceste studii vor contribui la elucidarea unor aspecte vitale de interes clinic, respectiv a unor caractere funcționale cu impact în căile metabolice sau în procese biologice. Un alt obiectiv important este acela de a valida rezultatele analizei bioinformatice prin metode experimentale precum tehnologia MinION (Oxford Nanopore) de secvențiere de a 3a generație; aceasta va îmbunătăți rezultatele prin creșterea gradului de acoperire și de încredere: va permite captarea întregii lungimi a genelor, cu orientare corectă, dar si EGM mari precum insule genomice, plasmide.

Obiective:

2022

A1. Obtinerea secvențelor de referință ale elementelor genetice mobile bacteriene.

A2. Noi abordări bioinformatice pe baza datelor de secvențiere NGS – Adnotarea secvențelor genomice existente (din România) și analiza pangenomică – Partea I.

2023

A3. Noi abordări bioinformatice pe baza datelor de secvențiere NGS – Adnotarea secvențelor genomice existente (din România) și analiza pangenomică – Partea II.

A4. Analiza funcțională

A5. Predicția de elemente genetice mobile (MGE) – Partea I.

A6. Validarea experimentală (prin analiză de secvențiere de a 3-a generație) a genelor de rezistență antimicrobiene transportate de plasmide ori de alte MGE-uri.

Rezultate – 2022:

Articole științifice:

Gheorghe-Barbu, I., Barbu, I.C., Popa, L.I. et al. “Temporo-spatial variations in resistance determinants and clonality of Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa strains from Romanian hospitals and wastewaters”, Antimicrob Resist Infect Control, 11, 115 (2022). PubMed [36104761]. (Equal contribution – Main Author).
IF: 5.5; AI: 1.382

Prezentări orale și poster:

An Overview On The Dynamics Of Mobile Genetic Elements In Clinical And Environmental WGS ESKAPEE Pathogens In Romania” (Marius Surleac, Ilda Czobor Barbu, Simona Paraschiv, Irina Gheorghe, Robert Hihan, Carmen Chifiriuc, Dan Oțelea) – 6th Conference on the Environmental Dimension of Antibiotic Resistance (EDAR6), Gothenburg, Sweden, September 22-27, 2022. (Poster Presentation P1-009)

Antibiotic And Biocides Resistance Genes In Acinetobacter Baumannii Clinical And Wastewater Strains Before And After The Onset Of COVID-19 Pandemic” (Ilda Czobor Barbu, Irina Gheorghe, Marius Surleac, Simona Paraschiv, Gratiela Gradisteanu Pircalabioru, Dan Otelea, Mariana Carmen Chifiriuc) – 6th Conference on the Environmental Dimension of Antibiotic Resistance (EDAR6), Gothenburg, Sweden, September 22-27, 2022. (Poster Presentation P1-085)

Wastewater treatment plants at the crossroads of the aquatic and clinical reservoirs of antimicrobial resistance – The radar study” (Mariana Carmen Chifiriuc, Marcela Popa, Luminita Marutescu, Ilda Czobor, Irina Gheorghe, Gratiela Gradisteanu, Dan Otelea, Simona Paraschiv, Marius Surleac, Mircea Ioan Popa, Cerasela Dragomirescu, Alexandru Muntean, Codruta Usein, Mihaela Oprea, Sorin Dinu, Mihai Nita Lazar, Anton Ficai) – Symposium of International Chemical Engineering and Materials (SICHEM), UPB, Bucharest, Romania, 17 – 18 November, 2022. (Oral Presentation)

Turning the Escherichia coli upside-down – an overview on the pathogenicity and MGE of strains circulating in Romania between 2019-2020” (Marius Surleac, Ilda Czobor Barbu, Simona Paraschiv, Irina Gheorghe-Barbu, Robert Hohan, Carmen Chifiriuc, Dan Otelea) – 18th Edition of The Scientific Days of the National Institute for Infectious Diseases „Prof. Dr. Matei Balș” National Congress, Sinaia, Romania, November 21-24, 2022. (Oral Presentation)

Rezultate – 2023:

Articole științifice:

Stanciu AM, Florea D, Surleac M*, Paraschiv S, Oțelea D, Tălăpan D, Popescu GA. “First report of Candida auris in Romania: clinical and molecular aspects”, Antimicrob Resist Infect Control, 12(1):91 (2023). PubMed [37674189]. (Equal contribution – Main Author).
IF: 5.5; AI: 1.382

Prezentări orale și poster:

Antimicrobial resistance, MGEs and functional profiling through use of shotgun metagenomics on isolates from receiving surface waters proximal to WWTPs” (M. Surleac*, I. Czobor Barbu, S. Paraschiv, I. Gheorghe-Barbu, D. Oțelea, M.C. Chifiriuc), „The dynamic changes of human microbiome after fecal transplantation – case report” (Marius Surleac, Simona Paraschiv*, Leontina Banica, Catalin Apostolescu, Dragos Florea, Dan Otelea) – 8th International Conference on Clinical Metagenomics; & Cell Press LabLinks meeting ‘Antimicrobial resistance: from mechanisms to global implications’, 15-17 November 2023, Geneva, Switzerland. (Poster Presentations: P-18 & P-19).

Bioinformatic Insights into Resistant Escherichia Coli Isolated from Different Aquatic Environments in Romania” – (M. Surleac, I. Czobor Barbu, S. Paraschiv, I. Gheorghe-Barbu, D. Oțelea, M.C. Chifiriuc) &Comparative Phenotypic and Molecular Characterization of Clinical and Aquatic Multidrug Resistant Acinetobacter Baumannii Circulating Clones Isolated in Romania for Four Consecutive Years” (I. Gheorghe-Barbu, I. Czobor Barbu, V.M. Corbu, G.A. Grigore, O.C. Vrâncianu, M. Surleac, S. Paraschiv, L. Bănică, A.M. Muntean, I. Pecete, L. Măruțescu, M. Popa, M.I. Popa, D. Oțelea, M.C. Chifiriuc) – Session 5 (Biologically active substances, transformation products and antibiotic resistance determinants in wastewater and sludge receiving environments), 18th International Conference on Chemistry and the Environment (ICCE 2023), 11 – 15 June, 2023, Venice, Italy. (Oral Presentations: OP-404 & OP-225).

Antibiotic resistance shuttles in Romanian ESKAPE isolates from surface/used waters and clinical isolates” – (Marius Surleac, Ilda Czobor Barbu, Simona Paraschiv, Irina Gheorghe-Barbu, Robert Hohan, Liviu I Rotaru, Carmen Chifiriuc, Dan Otelea); 2023 RoBioinfo Conference, 11th-13th May 2023, Bucharest, Romania. (Oral Presentation).

Participări cursuri:

Participare la cursul „How to design and deliver pathogen genomics training for health and research professionals”, Wellcome Genome Campus, 26-29 Iunie 2023, Hinxton, Cambridge, UK. Organizat de Wellcome Connecting Science & Centre for Genomic Pathogen Surveillance. (Acceptat pe bază de CV)

Workshop (facilitator):

Hands-on Pathogen genomics course – from sequence analysis to impact on public health” – 23-24 Octombrie 2023, Cluj Napoca, Romania. Workshopul a fost susținut împreună cu Monica Abrudan (CGPS, University of Oxford, UK) și organizat împreună cu Societatea Română de Bioinformatică & Facultatea de Biologie și Geologie, Universitatea ”Babeș-Bolyai”.

***

Rezumatul executiv al Etapei I
Prima etapă a proiectului își propune i) obținerea secvențelor de referință ale elementelor genetice mobile (EGM) (ex. secvențe de inserție, transpozoni, integroni, insule genomice, șamd.) dar și ale altor determinanți ai rezistenței la antibiotice, biocide, virulenței, ii) adnotarea a peste 700 de secvențe (corespunzătoare unor tulpini multirezistente din grupul ESKAPEE, izolate din diferite zone geografice ale României, cu genomul complet secvențiat în cadrul laboratorului) și iii) analiza pangenomică a acestora. Secvențele EGM au fost descărcate din variate baze de date și distribuite pe diverse categorii, pentru a putea fi comparate cu datele de secvențiere provenite din analiza tulpinilor din România. Au fost așadar efectuate o serie de analize preliminare, care au evidențiat o mare diversitate a EGM circulante în România, ce urmează a fi analizate în detaliu în etapele următoare ale proiectului.
Adnotarea, analiza pangenomică și filogenetică a tulpinilor aparținând diferitelor specii ESKAPEE din setul analizat sugerează faptul că pangenomurile obținute sunt de tip deschis, au o serie de elemente comune pentru toate tulpinile apaținând aceleiași specii, la care se adaugă seturi de gene accesorii care ar putea constitui semnături genomice specifice atât unei anumite regiuni geografice cât și originii clinice sau acvatice a tulpinilor analizate. Toate aceste rezultate, completate cu analizele efectuate în următoarele etape, vor furniza informații utile pentru înțelegerea dinamicii rezistomului tulpinilor aparținând speciilor ESKAPEE circulante de pe teritoriul României.

Rezumatul executiv al Etapei II
Cea de-a doua etapă a proiectului își propune: i) adnotarea secvențelor genomice existente (din România) și analiza pangenomică; ii) analiza funcțională a tulpinilor secvențiate; iii) predicția de elemente genetice mobile (MGE); iv) validarea experimentală (prin analiză de secvențiere de a 3-a generație) a genelor de rezistență transportate de plasmide ori alte MGE-uri. Adnotarea, analiza pangenomică și filogenetică finală, a întregului set de tulpini secvențiate arată că pangenomurile obținute sunt de tip deschis, sugerând o dinamică crescută a speciilor circulante în diverse medii de pe teritoriul României, fapt susținut și de rezultatele analizei funcționale a acestor tulpini. În sprijinul acestor observații vin și rezultatele pe baza unui set restrâns de date de secvențiere de tip metagenomică shotgun, astfel încât cumulate, toate aceste rezultate să pună bazele unei abordări de tip One Health în România, în speranța că în viitorul apropiat, astfel de studii/abordări se vor extinde. De asemenea, metodele de analiză bioinformatică puse la punct în cadrul acestui proiect vor putea fi utilizate în curând de comunitatea științifică românească.

***

Marius Surleac, PhD – Links & Highlights: Hirsch = 12 (Google Scholar); Factor de Impact Cumulat = 136.735; AIS cumulat = 48,57; Google Scholar; PubMed.

Carmen Mariana Chifiriuc, Prof., PhD – Links & Highlights: Hirsch = 50 (Google Scholar); Google Scholar; Pubmed.

show main info show sidebar hide sidebar

Share it on your social network:

Or you can just copy and share this url