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Projeto Microbioma Humano
300 indivíduos 690 amostras
35 bilhões de leituras 15 sítios corporais
Nat Rev Genet. ; 13(4): 260–270.
METAGENOMA
Introdução
• Meta Hit (International metagenomics of human intestinal tract)
124 adultos
3,3 bilhões de genes (150 x genoma humano)
Penders J, Stobberingh EE, Savelkoul PHM, Wolffs PFG. Antimicrobial resistance in human microbiome. April 2013 | Volume4 | Article 87
Ilya Ilyich Mechnikov, Microbiologista russo: first suggested the possibility of colonizing the gut with beneficial flora in the early 20th century
“Perturbações na Microbiota”
Obesidade
Doenças Inflamatórias (intestinais, pele)
Vaginose
Oncogênese
Penders J, Stobberingh EE, Savelkoul PHM, Wolffs PFG. Antimicrobial resistance in human microbiome. April 2013 | Volume4 | Article 87
McDonald D et al. From molecules to dynamic biological communities. Biol Philos (2013) 28:241–259
Genoma Humano (99% similaridade) x Unidade Operacional Taxonômica (OTU) – variável
Muitas diferenças FENOTÍPICAS DOS SERES HUMANOS podem ser decorrentes de PARTICULARIDADES DA MICROBIOTA e não do genoma humano
Obesidade: identificada em 90% das vezes quando analisado MICROBIOMA FECAL e apenas 58% quando analisado o GENOMA HUMANO
Identificação bacteriana • Tecnologia de sequenciamento:
(1970-1980): Inicialmente em 5s rRNA (pequenos fragmentos ): árvores filogenéticas em organismos não cultiváveis
• 3 linhagens: Archaea, Bacteria, Eukarya
• 16s: Marker-gene = investiga microbiota
• Shotgun = todo DNA é extraído, fragmentado e sequenciado (metagenômica)
McDonald D et al. From molecules to dynamic biological communities. Biol Philos (2013) 28:241–259
Diferenças em potencial: Genes funcionais transferidos horizontalmente (2 linhagens) Genes rRNA transferidos verticalmente
Na prática, estudos recentes mostram padrão semelhante
• Maioria dos estudos: descritivos (catalogar o microbioma, saúde/doença)
• Alvo Trato Gastro-intestinal: Principalmente boca e intestino
doenças inflamatórias, oncogênese, obesidade
Outros: Pele, Pulmão (fibrose cística), vagina, transplantes, neonatologia
Técnica “polifásica”: Dependendo do grupo de bactéria, envolve várias combinações de características fenotípicas, 16s rDNA, sequências de “housekeeping” e hibridização DNA-DNA. 2001-2007: 215 novas espécies, 100 delas em mais de 4 indivíduos 4% CGP, Mycobacterium 30% BGP, Nocardia 3% CGN, Cavidade oral 24% BGN TGI 1% CGN anaeróbios 22% BGN anaeróbios
80% Neutropenia febril 40% BCPs sem AGENTE ISOLADO
“ Resistoma”
CTX-M Genes de resistência :Kluyvera
“Although the number of studies applying sequence-based metagenomics to characterize the human gut microbiome is rapidly growing, to our knowledge none of these studies specifically focussed on the Antimicrobial resistance genes.”
Minimizar o grau de invasão para coletas - Resultados similares
Mucosa TGI # FEZES (Endoscopia)
Minimizar contaminação: Kits extração DNA ou reagentes
Extrair o mais rápido possível – PROTOCOLOS HOMOGÊNEOS
Desenho do estudo: incluir o maior número de amostras possíveis
Longitudinais: evolução temporal das amostras – poucos indivíduos
Limitações
Microbioma
Organismos viáveis? Inviáveis? (imunidade/ATB)
Transcriptoma
Proteômica
Metabolômica
“Arsenal Terapêutico”
Destruição dos agentes patogênicos
Antibióticos