Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina Veterinária
Abstract
Tese de Doutoramento em Ciências Veterinárias. Especialidade de Sanidade AnimalABSTRACT - Antibiotics were a truly innovative option in medical therapy for the treatment of diseases
caused by microbial agents, having largely contributed for the decrease levels of human and
animal morbidity and mortality. Therefore, the overuse and misuse of these drugs in human
clinical therapy and in the veterinary medicine, including animal production, contributed for
the emergence and dissemination of antibiotic resistant microorganisms, which are a serious
threat to human and animal health, and to the ecosystem.
The aim of the present thesis was to search the main acquired antibiotic resistance
mechanisms to β-lactams, fluoroquinolones and polymixins in Gram negative bacteria
recovered from different animal species and matrices, and to investigate the most important
mobile genetic elements involved in the dissemination. Thus, the studies concerning
antibiotic susceptibility and molecular characterization were performed in collections of
bacterial isolates belonging to Enterobacteriaceae family (mainly Escherichia coli and
Salmonella enterica).
Both bacterial species were associated to antibiotic resistant determinants of clinical
relevance in human and veterinary medicine, namely, blaCTX-M-1, blaCTX-M-14, blaCTX-M-15, blaCTXM-
32, blaCMY-2, qnrS1, aac(6’)-Ib-cr, mcr-1. The diversity of detected mobile genetic elements,
e.g., IncI1, IncF and IncX4 plasmids, insertion sequences ISEcp1, as well as integrons of
class 1 and 2, suggest their involvement in the dissemination of resistance genes
interspecies, and movement within the bacterial cell.
Genomic analysis of two isolates (Morganella morganii and Salmonella Enteritidis),
highlighted the potencial of omic technologies, as an additional tool to the phenotypic and
genotypic characterization of antibiotic resistance.
The results obtained throughout this thesis highlight the importance of the different animal
species as reservoirs of antibiotic resistant bacteria. In addition, it was reinforced the need of
a permanent research and monitoring of antibiotic resistance in the different ecological
niches, and the use of genomic approaches, which had an important role in the
understanding of the complex problem represented by the dynamic of antibiotic resistance.RESUMO - Os antibióticos constituíram uma opção verdadeiramente inovadora na terapêutica
medicamentosa para o tratamento de doenças provocadas por agentes microbianos, tendo
contribuído largamente para a diminuição das taxas de morbilidade e mortalidade humana e
animal. Porém, a utilização abusiva e inadequada destes fármacos na prática clínica
humana e na medicina veterinária, incluindo a produção animal, contribuiu para a
emergência e disseminação de microrganismos resistentes, os quais constituem uma grave
ameaça à saúde humana e animal, e para o ecossistema.
A presente dissertação teve como objetivo central investigar os principais mecanismos de
resistência adquirida aos antibióticos β-lactâmicos, fluoroquinolonas e polimixinas em
bactérias de Gram negativo isoladas de diferentes espécies animais e matrizes, bem como
os principais elementos genéticos móveis responsáveis pela sua disseminação. Assim, os
estudos de suscetibilidade aos antibióticos e caracterização molecular foram realizados em
coleções de estirpes bacterianas pertencentes à família Enterobacteriaceae
(maioritariamente Escherichia coli e Salmonella enterica).
Ambas as espécies bacterianas estavam associadas a determinantes de resistência de
relevância clínica humana e veterinária, nomeadamente blaCTX-M-1, blaCTX-M-14, blaCTX-M-15,
blaCTX-M-32, blaCMY-2, qnrS1, aac(6’)-Ib-cr, mcr-1. A diversidade de elementos genéticos
móveis detetados, e.g. plasmídeos IncI1, IncF e IncX4, sequências de inserção ISEcp1, bem
como integrões de classes 1 e 2, sugere o seu envolvimento na disseminação de genes de
resistência aos antibióticos entre espécies, tal como a sua movimentação dentro da própria
bactéria.
A análise do genoma de duas estirpes (Morganella morganii e Salmonella Enteritidis)
realçou o potencial das tecnologias ómicas, como ferramenta adicional na caracterização
fenotípica e genotípica da resistência aos antibióticos.
Os resultados obtidos salientam a importância que as várias espécies animais representam
como reservatórios de bactérias resistentes aos antibióticos. Foi igualmente reforçada a
necessidade de uma permanente investigação e monitorização da resistência aos
antibióticos nos vários nichos ecológicos, e do uso de abordagens genómicas, as quais
tiveram um papel importante na compreensão do complexo problema que representa a
dinâmica da resistência aos antibióticos.N/
