Sequenciamento genômico em larga escala de cepas patogênicas extraintestinais de Escherichia coli

Os esforços de sequenciamento genômico bacteriano em larga escala até agora forneceram informações limitadas sobre a categoria de doenças mais prevalente: infecções adquiridas esporadicamente causadas por bactérias patogênicas comuns. Aqui, realizamos sequenciamento de genoma completo e montagem de novo de 312 isolados derivados de sangue ou urina de Escherichia coli patogênica extraintestinal (ExPEC), um agente comum de sepse e infecções do trato urinário adquiridas na comunidade, obtidos durante o curso de atendimento clínico rotineiro em uma única instituição. Descobrimos que a ExPEC E. coli é altamente heterogênea do ponto de vista genômico, consistente com análises de pan-genoma que abrangem a espécie maior. A investigação do conteúdo de fatores de virulência diferencial e fenótipos de resistência a antibióticos revela perfis marcadamente diferentes entre linhagens e entre cepas infectando diferentes sítios do corpo. Utilizamos epidemiologia molecular de alta resolução para explorar a dinâmica de infecções no nível de pacientes individuais, incluindo a identificação de possível transmissão de pessoa para pessoa. Notavelmente, um número limitado de linhagens discretas causou a maioria das infecções na corrente sanguínea, incluindo um subclone (ST131-H30) responsável por 28% das infecções bacterêmicas de E. coli durante um período de 3 anos. Adicionalmente, utilizamos uma abordagem de estudo de associação genômica ampla microbiana (GWAS) para identificar genes individuais responsáveis pela resistência a antibióticos, recuperando com sucesso genes conhecidos, mas notavelmente não identificando novos fatores. Antecipamos que, em um futuro próximo, o sequenciamento de genoma completo de microrganismos associados a doenças clínicas se tornará rotina. Nosso estudo revela que tipo de informação pode ser obtida a partir do sequenciamento de isolados clínicos em grande escala, mesmo organismos bem caracterizados como E. coli, e fornece uma visão sobre como essas informações podem ser utilizadas em um ambiente de saúde.