Caracterização genômica de isolados de Staphylococcus pseudintermedius provenientes de infecção canina

Abstract

Staphylococcus pseudintermedius é uma bactéria de significativa importância clínica em infecções caninas, frequentemente associada a uma variedade de enfermidades cutâneas e sistêmicas em cães. Embora seja normalmente um comensal na pele e mucosas de animais saudáveis, S. pseudintermedius pode se tornar patogênica. A preocupação é ampliada pela crescente prevalência de S. pseudintermedius resistente à meticilina (MRSP), representando um desafio significativo na medicina veterinária. A resistência aos betalactâmicos, fundamental no tratamento de infecções bacterianas, destaca a urgência de enfrentar essa resistência de forma proativa, dada sua persistência em ambientes clínicos e comunitários, juntamente com sua transmissibilidade entre animais. Neste estudo, foi realizada a análise genômica de 28 isolados de S. pseudintermedius, abrangendo 15 isolados MRSP e 13 isolados sensíveis à meticilina (MSSP). Esses isolados foram obtidos de diversas amostras, incluindo otite, infecções de pele, piometra, cistite e quadros de septicemia em cães. Como resultados, observamos diferença significativa entre o tamanho dos genomas entre os grupos MRSP e MSSP. A média de ilhas genômicas foi de 10,2 ilhas presentes nos isolados MSSP e 16,2 nos isolados MRSP. Na tipagem do SCCmec, o tipo III prevaleceu entre os isolados. O sistema CRISPR/Cas completo foi observado em 18% (5/28) dos isolados, sendo que quatro desses isolados pertenciam ao grupo MSSP e um isolado ao grupo MRSP. Todos os isolados foram caracterizados como multirresistentes (MDR), com base na presença de genes marcadores de resistência a antimicrobianos, abrangendo mais de três classes de antibióticos. Na análise dos genes marcadores de resistência a antimicrobianos, o grupo MRSP apresenta um maior número de genes em comparação com o grupo MSSP. Em contraste, o grupo MSSP apresentou um maior número de genes de virulência em comparação com o grupo MRSP. O core e o cloud genoma apresentaram um maior número de genes em comparação com o shell e o soft-core, sugerindo um robusto conjunto de genes conservados e essenciais compartilhados entre si, enquanto também exibem uma diversidade de genes que não são essenciais. A análise filogenômica permitiu agrupar os isolados em dois clados: i) clado I, o qual abrange uma diversidade de isolados com diferentes origens, que incluem casos de piometra, otite, sepse, piodermatite, cistite e pele. ii) clado II, que é composto exclusivamente por isolados MRSP, as quais têm origens de piodermatite, otite, pele e culturas mistas. Este estudo não apenas contribui para o conhecimento atual sobre S. pseudintermedius, mas também estabelece uma base sólida para futuras investigações, visando aprimorar a saúde e o tratamento de animais de companhia.

Staphylococcus pseudintermedius is a bacterium of significant clinical importance in canine infections, often associated with a variety of cutaneous and systemic diseases in dogs. Although it is normally a commensal on the skin and mucous membranes of healthy animals, S. pseudintermedius can become pathogenic. Concern is compounded by the increasing prevalence of methicillin-resistant S. pseudintermedius (MRSP), posing a significant challenge in veterinary medicine. Resistance to beta-lactams, crucial in the treatment of bacterial infections, underscores the urgency of addressing this resistance proactively, given its persistence in clinical and community settings, along with its transmissibility among animals. In this study, genomic analysis was conducted on 28 isolates of S. pseudintermedius, including 15 MRSP isolates and 13 Methicillin-susceptible Staphylococcus pseudintermedius (MSSP) isolates. These isolate of S. pseudintermedius were obtained from various samples, including otitis, skin infections, pyometra, cystitis, and cases of septicemia in dogs. As a result, a significant difference was observed in the genome size between the MRSP and MSSP groups. Average number of genomic islands was 10.2 in MSSP isolates and 16.2 in MRSP isolates. In SCCmec typing, type III prevailed among the isolates. Complete CRISPR/Cas system was observed in 18% (5/28) of the isolates, with four of these belonging to the MSSP group and one isolate to the MRSP group. All isolates were characterized as multidrug-resistant (MDR), based on the presence of antimicrobial resistance marker genes spanning more than three antibiotic classes. In the analysis of antimicrobial resistance marker genes, the MRSP group had a higher number of genes compared to the MSSP group. In contrast, the MSSP group exhibited a higher number of virulence genes compared to the MRSP group. Core and cloud genomes had a higher number of genes compared to the shell and soft-core, suggesting a robust set of conserved and essential genes shared among them while also displaying diversity in non-essential genes. Phylogenomic analysis allowed grouping the isolates into two clades: i) Clade I, covering a diversity of isolates with different origins, including cases of pyometra, otitis, sepsis, pyoderma, cystitis, and skin infections. ii) Clade II, composed exclusively of MRSP isolates, originating from pyoderma, otitis, skin, and mixed cultures. This study not only contributes to the current knowledge of S. pseudintermedius, but also establishes a solid foundation for future investigations aimed at improving the health and treatment of companion animals.