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
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: 6.454; AI: 1.382
Prezentari orale si 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)
***
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.
***
Marius Surleac, PhD – Links & Highlights: Hirsch = 11 (Google Scholar); Factor de Impact Cumulat = 130.36; Google Scholar; PubMed.
Carmen Mariana Chifiriuc, Prof., PhD – Links & Highlights: Hirsch = 50 (Google Scholar); Google Scholar; Pubmed.