Estudo filogenético do gene apxIA de Actinobacillus pleuropneumoniae sorotipo 5 isolados no Brasil

Abstract

As toxinas produzidas por Actinobacillus pleuropneumoniae (App) são, reconhecidas como os principais fatores de virulência encontrados neste patógeno. A toxina Apx I apresenta forte atividade hemolítica e citotóxica sendo considerada a exotoxina que apresenta maior atividade citotóxica contra macrófagos pulmonares e neutrófilos em suínos. Essa exotoxina é produzida por diferentes sorotipos de App, 1, 5, 9, 10, 11 e 14, sendo estes envolvidos com a maioria dos casos clínicos graves reportados. Em geral, essas toxinas são codificadas por operons constituídos por quatro genes: C, A, B e D, onde o gene A codifica a proteína estrutural. As bases moleculares da evolução e a diversidade genética existente entre os sorotipos de App ainda não estão bem compreendidas. Uma das possiveis explicações para esse fato pode ser pela reduzida disponibilidade de seqüências gênicas dessa bactéria em bancos de dados públicos. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo sequenciar o gene apxIA e avaliar a diversidade genética desse gene de isolados brasileiros de App com as sequências de referência disponiveis no banco de dados Genbank (NCBI). Neste trabalho, foram analisados 42 isolados brasileiros de App sorotipo 5A e 5B. As sequências destes isolados foram comparadas a outras seqüências disponíveis nos bancos de dados GenBank utilizando o programa MUSCLE 3.8.31 e os polimorfismos das sequências de nucleotídeos e aminoácidos foram analisados. O modelo de substituição de nucleotídeos empregado foi o F81+I+G, estimado a partir do conjunto de sequências alinhadas utilizando o programa jModeltest 0.1.1 . Os resultados evidenciaram a presença de polimorfismos nas seqüências brasileiras que permitiram agrupar os 41 isolados, em 14 haplótipos (grupos de sequências com 100% de identidade) diferentes. Os isolados brasileiros foram agrupados em dois grupos (1 e 2), sendo distinguidos por mutações nos resíduos de aminoácidos 2 e 3 da proteína ApxI. Esses resultados indicam a existência de uma diversidade gênica entre os isolados brasileiros de App e auxiliarão no desenvolvimento de candidatos vacinais mais eficientes.

The toxins produced by Actinobacillus pleuropneumoniae (App) are recognized as major virulence factors found in this pathogen. Apx toxin I has strong hemolytic and cytotoxic activity, and this toxin has a high cytotoxic activity against pulmonary macrophages and neutrophils in swine. This exotoxin is produced by different serotypes, including the serotypes 1, 5, 9, 10, 11 and 14, which are involved with the most severe reported clinical cases. In general, these toxins are encoded by operons consisting of four genes: C, A, B and D, where the gene A encoding the structural proteins. The molecular basis of evolution and genetic diversity among the serotypes of App are not well understood. One of the possible explanations for this can be unavailability of DNA sequences of this bacteria in public databases. Thus, this study aimed to sequence the gene apxIA and assess the genetic diversity of this gene in isolates of the App with reference sequences available in GenBank (NCBI). In this study, we analyzed 42 isolates of serotype App 5A and 5B. The sequences of these isolates were compared with other sequences available in GenBank databases using the program MUSCLE 3.8.31 and polymorphisms of the nucleotide and amino acid sequences were analyzed. The nucleotide substitution model used was F81 + I + G, estimated from the set of sequences aligned using the program jModeltest 0.1.1. The results showed the presence of differences in the ApxI sequences that allowed group the 41 Brazilian isolates in 14 haplotypes (groups of sequences with 100% identity). Brazilian isolates were grouped into two groups (1 and 2), being distinguished by mutations in the amino acid residues 2 and 3 of protein ApxI. These results indicate the existence of a genetic diversity among isolates of App and can assist in the development of more efficient vaccine candidates.