Evolutionary Mechanisms Shaping the Maintenance of Antibiotic Resistance

The deposited review is a post-print version and has been submitted to peer review.This publication hasn't any creative commons license associated.This deposit is composed by the review, and it hasn't any supplementary materials associated.The publication deposited was in a state of Epub Ahead of Print, at the time when the upload was made.Antibiotics target essential cellular functions but bacteria can become resistant by acquiring either exogenous resistance genes or chromosomal mutations. Resistance mutations typically occur in genes encoding essential functions; these mutations are therefore generally detrimental in the absence of drugs. However, bacteria can reduce this handicap by acquiring additional mutations, known as compensatory mutations. Genetic interactions (epistasis) either with the background or between resistances (in multiresistant bacteria) dramatically affect the fitness cost of antibiotic resistance and its compensation, therefore shaping dissemination of antibiotic resistance mutations. This Review summarizes current knowledge on the evolutionary mechanisms influencing maintenance of resistance mediated by chromosomal mutations, focusing on their fitness cost, compensatory evolution, epistasis, and the effect of the environment on these processes.PD and RB were supported by Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), fellowships SFRH/BPD/118474/2016 and SFRH/BPD/109517/2015, respectively. Current research is supported by project JPIAMR/0001/2016-ERA NET and ONEIDA project (LISBOA-01-0145-FEDER-016417) co-funded by FEEI – ‘Fundos Europeus Estruturais e de Investimento’ from ‘Programa Operacional Regional Lisboa 2020’, and by national funds from FCT – ‘Fundação para a Ciência e a Tecnologia’.info:eu-repo/semantics/acceptedVersio

Multiple Resistance at No Cost: Rifampicin and Streptomycin a Dangerous Liaison in the Spread of Antibiotic Resistance

Evidence is mounting that epistasis is widespread among mutations. The cost of carrying two deleterious mutations, or the advantage of acquiring two beneficial alleles, is typically lower that the sum of their individual effects. Much less is known on epistasis between beneficial and deleterious mutations, even though this is key to the amount of genetic hitchhiking that may occur during evolution. This is particularly important in the context of antibiotic resistance: Most resistances are deleterious, but some can be beneficial and remarkably rifampicin resistance can emerge de novo in populations evolving without antibiotics. Here we show pervasive positive pairwise epistasis on Escherichia coli fitness between beneficial mutations, which confer resistance to rifampicin, and deleterious mutations, which confer resistance to streptomycin. We find that 65% of double resistant strains outcompete sensitive bacteria in an environment devoid of antibiotics. Weak beneficial mutations may therefore overcome strong deleterious mutations and can even render double mutants strong competitors.LAO/ITQB, FCT

Panorama da Educação Ambiental em Portugal

Neste artigo partimos de uma contextualização a nível global, alertando para a crise ambiental instalada e propondo uma reflexão profunda sobre os fundamentos do saber e o sentido da vida que devem orientar escolhas para a humanidade. Introduzimos a teoria da complexidade como uma via para a transformação dos valores, referindo igualmente a necessidade de uma mudança nos domínios emocionais, para a formação de cidadãos empenhados na construção de culturas em que o amor e a aceitação do Outro sejam alicerces para uma sociedade sustentável. Após contextualização apresentamos o panorama da Educação Ambiental em Portugal, fazendo uma cronologia sumária de acontecimentos que relatam o despertar da consciência ambiental. Complementarmente abordamos alguns resultados de ações/projetos representativos da situação atual. Com isto, procurámos sublinhar: (i) o estado da Educação Ambiental em escolas de diferentes graus de ensino; (ii) a participação de atores sociais na gestão de bacias hidrográficas, através do caso de estudo de uma bacia; (iii) e ações piloto de carácter interdisciplinar, utilizando a arte como veículo de comunicação. Terminamos com algumas reflexões do estado atual da Educação Ambiental, realçando as principais dificuldades e desafios

Novas tendências de consumo nos Mercados Municipais: impacto da sustentabilidade na compra de produtos de origem local no Mercado do Livramento em Setúbal

A sustentabilidade tem sido referenciada como uma das tendências que nas próximas décadas mais influenciará os hábitos de consumo e as opções de compra dos consumidores. A maior consciencialização dos impactos causados no ambiente pelas grandes cadeias de distribuição alimentar, tem impulsionado os consumidores a adotar atitudes mais positivas em relação ao consumo sustentável e a procurarem modelos alternativos de consumo, direcionando as suas preferências para alimentos mais saudáveis e sustentáveis, provenientes da produção local. Facto que tem contribuído para a discussão em torno do processo de revitalização dos Mercados Municipais. Este trabalho exploratório, pretende compreender se as preocupações dos consumidores com as questões da sustentabilidade influenciam a intenção de comprar mais alimentos de origem local nos Mercados. Foi escolhida uma metodologia de estudo de caso e trabalhada uma amostra (N=500), de consumidores do Mercado do Livramento em Setúbal (MLS), que responderam a um questionário no âmbito de um projeto designado “Mercados Municipais como Dinamizadores da Economia Local”. Os resultados quantitativos obtidos demonstraram que os consumidores do MLS são consumidores conscientes e preocupados com as questões ambientais na esfera do consumo e as questões da sustentabilidade mostraram ser preditoras da intenção de comprar mais produtos de origem local, no Mercado.Sustainability has been referenced as one of the trends that in the coming decades will most influence consumers' consumption habits and purchasing options. Increased awareness of the impacts caused on the environment by large food distribution chains has driven consumers to adopt more positive attitudes towards sustainable consumption and to seek alternative consumption models, directing their preferences towards healthier and more sustainable foods from local production. A fact that has contributed to the discussion around the revitalization process of the Municipal Markets. This exploratory work aims to understand if consumers' concerns about sustainability issues influence their intention to buy more locally-sourced foods in Municipal Markets. A case study methodology was chosen and a sample (N=500) of consumers at the Livramento Market in Setubal (LMS) answered a questionnaire as part of a project called "Municipal Markets as Local Economic Enablers". The quantitative results obtained showed that LMS consumers are conscious and concerned with environmental issues in the consumption sphere and sustainability issues have been shown to be predictors of the intention to buy more locally sourced products at the Market

Multidrug-resistant bacteria compensate for the epistasis between resistances

Mutations conferring resistance to antibiotics are typically costly in the absence of the drug, but bacteria can reduce this cost by acquiring compensatory mutations. Thus, the rate of acquisition of compensatory mutations and their effects are key for the maintenance and dissemination of antibiotic resistances. While compensation for single resistances has been extensively studied, compensatory evolution of multiresistant bacteria remains unexplored. Importantly, since resistance mutations often interact epistatically, compensation of multiresistant bacteria may significantly differ from that of single-resistant strains. We used experimental evolution, next-generation sequencing, in silico simulations, and genome editing to compare the compensatory process of a streptomycin and rifampicin double-resistant Escherichia coli with those of single-resistant clones. We demonstrate that low-fitness double-resistant bacteria compensate faster than single-resistant strains due to the acquisition of compensatory mutations with larger effects. Strikingly, we identified mutations that only compensate for double resistance, being neutral or deleterious in sensitive or single-resistant backgrounds. Moreover, we show that their beneficial effects strongly decrease or disappear in conditions where the epistatic interaction between resistance alleles is absent, demonstrating that these mutations compensate for the epistasis. In summary, our data indicate that epistatic interactions between antibiotic resistances, leading to large fitness costs, possibly open alternative paths for rapid compensatory evolution, thereby potentially stabilizing costly multiple resistances in bacterial populations.Fundação para a Ciência e a Tecnologia, European Research Council.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Variações anatómicas osteoarticulares - aplicações na identificação humana e no diagnóstico de lesões traumáticas: da imagiologia a antropologia forense

Introdução: Desastres de massa, são realidades que ocorrem com lamentável frequência. Nestas situações, um dos problemas forenses fundamentais é o da identificação das vítimas. Todos os elementos susceptíveis de poderem contribuir para tal identificação são essenciais e, entre eles radiografias realizadas in vitan. Estas radiografias podem revelar achados incomuns, variações anatómicas não métricas, como ossos extranumerários, sesamóides, alterações na fusão óssea ou foramens acessórios. Elementos pouco valorizados no contexto clínico, mas que podem assumir valor primordial da identificação humana. Quanto mais peculiar for a alteração, mais particular será a sua identificação consoante a sua frequência em determinado grupo populacional. Variações anatómicas, também podem ser confundidas com fraturas ou lesões traumáticas, levando a interpretações erróneas por um perito que não esteja familiarizado com as variações e patologias ósseas. Material e Métodos: Este trabalho apresenta uma compilação de alguns achados imagiológicos de variações anatómicas, observadas em radiografias realizadas no contexto da ortopedia e traumatologia, com eventual aplicação em antropologia forense e a observação de algumas destas variações em autópsias e ossadas não identificadas. Resultados: O exame dos caracteres discretos, variações anatómicas ou não métricas, pode contribuir para a identificação positiva, desde que se confrontem as observações encontradas com eventuais registos in vitam de um indivíduo desaparecido. Discussão: Identificar é determinar a identidade de uma pessoa ou coisa. Portanto identificar uma pessoa é determinar uma individualidade e estabelecer peculiaridades que a tornam diferente de todas as outras e igual apenas a si mesma.O antropólogo forense, para além de participar na localização e recuperação de restos mortais, procura estabelecer a natureza destes (humana ou animal), o sexo, a idade à morte, as afinidades populacionais, a estatura e várias características do indivíduo como fracturas consolidadas, cirurgias, próteses, patologias degenerativas ou congénitas, sendo de maior importância aquelas com baixa frequência ou que são raras. O encontro de variações em antropologia forense é relativamente comum porém a falta de documentação destas in vitam dificulta a sua aplicação no contexto da identificação. São demonstradas algumas variações como: ossos acessórios, "Fabela", "os Trigonum", "os Acromiales" "vesaliun", "patela bipartida"; forámens extras, "foramem septal","biparietal","vertebral";"esternal",Ponticulus posticus do Atlas, vértebras extranumerárias, processos singulares (como o "Tubérculo de Hasebe no osso occipital" e o processo supracondilar do úmero) entre outros, são alguns do exemplos de alterações que podem permitir uma identificação positiva quando devidamente documentadas in vitam e que são apresentadas neste trabalho . Conclusão: O conhecimento destas variações anatómicas pelo perito é fundamental para a comparação radiográfica na identificação positiva e no diagnóstico diferencial entre lesões traumáticas recentes, não recentes ou variações estruturais, evitando assim possíveis interpretações errónea