Genomics of Listeria monocytogenes and transcriptomics of the microorganism in the presence of essential oil extracted from Baccharis psiadioides

Listeria monocytogenes é um bastonete Gram-positivo, anaeróbio facultativo, psicrotrófico, patogênico a humanos e transmitido por alimentos. É causador da listeriose, doença severa que acomete grupos de risco específicos, tais como idosos, imunocomprometidos, gestantes, crianças e recém-nascidos. Neste trabalho foi investigada a expressão diferencial de L. monocytogenes na presença de óleo essencial extraído de Baccharis psiadioides, planta da família Asteraceae popularmente chamada de “alecrim-do-campo”, “vassoura” ou “erva formiga”, utilizada pela população como planta medicinal. Além disso, os genomas de dois diferentes sorotipos de L. monocytogenes, frequentemente associados a surtos de listeriose, foram sequenciados através de plataforma MiSeq Illumina, sequências estas depositadas no GenBank, e comparados com genomas de referência. Anteriormente à execução das análises genômica e transcriptômica, foi determinada a composição do óleo essencial extraído de B. psiadioides utilizado nos experimentos, através de cromatografia gasosa com espectrômetro de massa (GC – MS), a qual demonstrou uma maior quantidade de β-pineno na fração composta majoritariamente por monoterpenos, composto este frequentemente encontrado em plantas medicinais aromáticas e apontado como um dos responsáveis pelo potencial antimicrobiano das mesmas. Os demais resultados obtidos no presente trabalho indicam que o óleo essencial testado apresenta potencial ação bacteriostática na concentração estudada, sendo que genes relacionados à virulência do microrganismo foram menos transcritos na sua presença, ao contrário do que foi observado para genes de resposta ao estresse, que apresentaram maiores níveis de transcrição nesta condição. A comparação genômica entre os genomas bacterianos sequenciados neste trabalho e as cepas referência sugere um maior número de proteínas expressas em L. monocytogenes do sorotipo 4b relacionadas à defesa e metabolismo do microrganismo, indicando mecanismos que podem estar envolvidos com a capacidade deste sorotipo estar mais envolvido nos casos humanos de listeriose.LLiisstteerriiaa mmoonnooccyyttooggeenneess is a Gram-positive rod-shaped microorganism, facultative anaerobic, psychrotrophic, pathogenic to humans and transmitted by food. It causes listeriosis, a severe disease that affects specific risk groups such as elderly, immunocompromised, pregnant women, children and newborns. In this study, differential expression of LL.. mmoonnooccyyttooggeenneess in the presence of essential oil extracted from BBaacccchhaarriiss ppssiiaaddiiooiiddeess, a plant from AAsstteerraacceeaaee family popularly named as "alecrim-do-campo", "vassoura" or "erva formiga" used by population as a medicinal plant, was investigated. In addition, the genomes of two different LL.. mmoonnooccyyttooggeenneess serotypes, often associated with listeriosis outbreaks, were sequenced through the MiSeq Illumina platform. These sequences were deposited in GenBank and compared with reference genomes. Prior to the execution of genomic and transcriptomic analyzes, composition of the essential oil extracted from BB.. ppssiiaaddiiooiiddeess used in the experiments was determined by gas chromatography with mass spectrometer (GC-MS), which demonstrated a higher amount of β-pinene in the fraction composed mainly by monoterpenes. This compound is often found in aromatic medicinal plants and also pointed as one of those responsible for their antimicrobial potential. The other results obtained in the present study indicate that the essential oil tested has a potential bacteriostatic activity at the concentration studied, and genes related to the virulence of the microorganism were less transcribed in its presence, contrary to what was observed for stress response genes, which presented higher transcription levels on that condition. Comparative genomics between the bacterial genomes sequenced in this work and the reference strains suggests a higher number of proteins expressed in LL.. mmoonnooccyyttooggeenneess serotype 4b related to the defense and metabolism of the microorganism, indicating mechanisms that may be involved with the greater ability of this serotype to cause human listeriosis