Avaliação comparativa do resistoma clínico fecal em individuos eutróficos, com sobrepeso e obesos

Obesity is a disease of great impact to public health and is related to changes in physiology, reflected in the gut, especially from an ecological point of view. Under these conditions, changes in microbial community structure may occur, but little is known about its implications in the antimicrobial resistance phenomenon, which currently ranks as a major threat to modern medicine. It is accepted that the intestinal microbiota acts as resistance genes reservoir. Moreover, exposure to different xenobiotics can change the composition of the microbiota and act as an agent of selective pressure in the intestine selecting resistant bacteria. Considering the changes in lifestyle, diet and microbiota that happen in overweight patients, the objective of this research was to evaluate the occurrence of genetic markers representative of the clinical resistoma in the gut metagenome of normal weight, overweight and obese individuals, with no history of recent antibiotic therapy. 72 patients were evaluated and classified as normal weight, overweight and obese according to BMI. Also, anthropometric, sociodemographic and nutrition evaluation of patients was performed. Conventional polymerase chain reaction (PCR) from the fecal metagenomic DNA extracted was used to assess the presence of 59 resistance genes belonging to different families of antibiotics. The density of different bacterial groups was assessed by fluorescence in situ hybridization (FISH). Of the total surveyed genes were detected 27 types of genes, of which 17 resistance genes are shared among the three groups (normal weight, overweight and obese), which indicates the presence of a common core in resistoma mainly made up of genes that confere resistance to tetracyclines and beta-lactams. Moreover, the obese group presents the highest amount of detected genes and variety of genes (176:26), compared to the overweight (145:21) and eutrophic group (132:0). The bacterial density analysis showed mainly the presence of Gram negative anaerobes, followed by Gram negative rods and Gram positive cocci, which were increased in the obese group, particularly Escherichia coli and Acinetobacter baumannii. Also, was calculated the ratio of resistance genes in comparison with the bacterial species showing more likely the emergence of resistance genes for the group of Gram negative rods. We performed the correlation analysis (odds ratio) between resistance genes BMI, caloric intake, consumption of xenobiotics, and use of sweeteners, and a positive correlation between the emergence of resistance genes and these factors was observed. The results suggest that factors related to overweight as BMI, diet and exposure to different xenobiotics affect the composition of the intestinal tract, allowing for a greater likelihood of genetic markers of antimicrobial drug resistance in fecal metagenome.A obesidade é uma doença de grande impacto para saúde pública e está relacionada com alterações na fisiologia, com reflexo no intestino, sobretudo do ponto de vista ecológico. Nestas condições, alterações na estrutura da comunidade microbiana podem ocorrer, mas pouco se sabe sobre suas implicações no fenômeno da resistência aos antimicrobianos, que atualmente figura como uma grande ameaça à medicina moderna. É aceito que a microbiota intestinal atue como reservatório de genes de resistência. Por outro lado, a exposição a diferentes xenobióticos pode alterar a composição da microbiota e atuar como agente de pressão seletiva no intestino, selecionando bactérias resistentes. Considerando as alterações no estilo de vida, dieta e microbiota que acontecem em pacientes com excesso de peso, o objetivo desta pesquisa foi avaliar a ocorrência de marcadores genéticos representativos do resistoma clínico no metagenoma intestinal de indivíduos eutróficos, com sobrepeso e obesos, sem história de antibioticoterapia recente. Foram avaliados 72 pacientes classificados em eutróficos, com sobrepeso e obesos, de acordo com o IMC. Medidas antropométricas, avaliação sócio-demográfica e nutricional dos pacientes foi realizada. Reação em cadeia da polimerase (PCR) convencional a partir do DNA metagenômico fecal extraído foi utilizada para avaliar a presença de 59 genes de resistência pertencentes a diferentes famílias de antibióticos. A densidade de diferentes grupos bacterianos foi avaliada por hibridização fluorescente in situ (FISH). Do total de genes pesquisados, foram detectados 27 tipos de genes, dos quais 17 genes de resistência são compartilhados entre os três grupos (eutróficos, com sobrepeso e obeso), o que indica a presença de um núcleo comum no resistoma formado principalmente por genes de resistência a tetraciclinas e beta-lactâmicos. Além disso, o grupo com obesidade que apresentou maior quantidade de genes detectados e variedade de genes (176:26), em comparação com o grupo sobrepeso (145:21) e o grupo eutrófico (132:0). A análise da densidade bacteriana mostrou principalmente a presença de bastonetes Gram negativos anaeróbios, seguido por bastonetes Gram negativos e cocos Gram positivos, os quais estiveram aumentados no grupo obeso, especialmente para Escherichia coli e Acinetobacter. Foi calculada a proporção de genes de resistência em comparação com as espécies bacterianas, mostrando uma maior probabilidade do surgimento de genes de resistência para o grupo dos bastonetes Gram negativos. Foi realizado o análise de correlação (Odds Ratio) entre os genes de resistência o IMC, ingesta calórica, consumo de xenobióticos, e uso de edulcorantes, e uma correlaçao positiva entre o surgimento dos genes de resistência e esses fatores foi observada. Os resultados sugerem que fatores relacionados ao excesso de peso como o IMC, dieta e a exposição a diferentes xenobióticos afetam a composição da microbiota intestinal, permitindo uma maior probabilidade da ocorrência de marcadores genéticos de resistência a drogas antimicrobianas no metagenoma fecal.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerai