Análise do polimorfismo numérico de sequências repetitivas em múltiplos loci (MLVA) como instrumentos de avaliação da diversidade genética de Streptococcus pneumoniae do sorotipo 14

Streptococcus pneumoniae é um importante agente etiológico de infecções invasivas e não invasivas, incluindo meningite, pneumonia e otite média. A cápsula polissacarídica é o principal fator de virulência desse microrganismo, sendo também considerada um importante marcador em estudos epidemiológicos. Dentre os mais de 90 tipos capsulares conhecidos, o sorotipo 14 se destaca pela prevalência elevada em várias regiões, inclusive no Brasil. A avaliação da diversidade genética desse microrganismo também inclui a aplicação de métodos moleculares, como PFGE e MLST. Entretanto, essas metodologias são relativamente onerosas, consomem muito tempo e os resultados obtidos com a técnica de PFGE são de difícil comparação entre diferentes laboratórios. A técnica de análise do polimorfismo numérico de segmentos repetitivos em múltiplos loci [MLVA, do inglês Multiple Loci VTNR (Variable-Number Tandem Repeat) Analysis] se apresenta como uma alternativa, embora ainda necessite de padronização e avaliação mais ampla para a espécie em questão. No presente estudo, 60 amostras de Streptococcus pneumoniae pertencentes ao sorotipo 14, isoladas de diversas fontes clínicas, em diferentes locais e períodos de tempo, foram caracterizadas pelas técnicas de MLVA (baseada na análise de 18 loci distintos), MLST, PFGE e tipagem do gene pspA. O gene pspA2 predominou entre as amostras analisadas, seguido pelo gene pspA1. Os tipos de MLVA, perfis de PFGE, e STs encontrados apresentaram resultados, em geral, concordantes, indicando o elevado poder discriminatório da versão da técnica de MLVA empregada. Cinco complexos clonais (CC) de MLVA e cinco singletons puderam ser definidos. O CC de MLVA denominado de L7 foi o predominante, compreendendo 36,7% da amostragem estudada. O CC L7 mostrou-se relacionado com genes pspA da família 2, com o CC1 de MLST, com o CC Pen14-H de PFGE, e com a não susceptibilidade à penicilina, Entre os complexos clonais de MLST, o CC1 foi o prevalente e incluiu predominantemente o ST156, pertencente ao clone internacional Spain9V-3. O CC L3 e o singleton L17 de MLVA apresentaram-se associados ao CC de PFGE Eri14-A, a família 1 de PspA e ao CC2 de MLST, que por sua vez também estava relacionado com o clone internacional England14-9. O CC L15 de MLVA esteve associado ao CC de PFGE Pen14-A, ao gene pspA2, aos CC3 e CC4 de MLST e ao clone internacional do PMEN Tennessee14-18. A técnica de MLVA revelou-se significativamente mais discriminatória que as técnicas de PFGE e MLST, conforme exemplificado pela detecção de 21 perfis de MLVA, 13 perfis de PFGE e cinco STs, entre as 22 amostras pertencentes ao CC de MLVA L7. Uma versão de MLVA, compreendendo um painel com os oito loci de maior poder discriminatório, pôde ser proposta a partir da análise dos resultados obtidos. Estes aspectos, aliados ao menor tempo e custo de execução, indicam que a técnica de MLVA constitui uma alternativa importante e satisfatória para uso em estudos sobre a diversidade genética de S. pneumoniae.

Streptococcus pneumoniae is a major pathogen causing invasive and non-invasive diseases in humans, including meningitis, pneumonia and otitis media. The polysaccharide capsule of this microorganism is considered a major virulence factor and an important marker for epidemiological studies. More than 90 pneumococcal capsular serotypes are recognized, and serotype 14 is highly prevalent in many regions, including Brazil. Genotyping methods, such as PFGE and MLST, are essential to evaluate genetic diversity of this bacterium. However, these methods are expensive, time-consuming and results from different laboratories are difficult to compare. Multiple Loci VTNR (Variable-Number Tandem Repeat) Analysis (MLVA) appears as an alternative, despite the fact that standardization and wide evaluation for application to this species is still required. In the present study, a total of 60 S. pneumoniae isolates belonging to serotype 14, isolated from different sources, regions and periods of time, were analyzed by MLVA (based on the analysis of 18 distinct loci), MLST, PFGE and pspA typing methods. Gene pspA2 was the predominant, followed by pspA1. Overall, the results of PFGE, MLST and MLVA typing were congruent, and indicated the discriminatory power of the MLVA method used. Five clonal complexes (CC) and five singletons were identified by MLVA. CC L7 was the predominant MLVA CC, comprising 36.7% of all the isolates. L7 was associated with pspA2 gene and non-susceptibility to penicillin, and it was related to MLST CC1, and to PFGE Pen14-H. CC1 was the prevalent MLST CC and included mostly ST156 that belongs to international clone (IC) Spain9V-3. Another MLVA CC, named L3, and the singleton L17 were related to PFGE CC Eri14-A, MLST CC2, and IC England14-9. MLVA CC L15 was related to PFGE Pen14-A, MLST CC3 and CC4, and IC Tennessee14-18. MLVA was found to be more discriminatory than PFGE and MLST, as exemplified by detection of 21 MLVA types, 13 PFGE profiles and 5 STs among the 22 strains belonging to L7, the predominant MLVA CC. A modified version of the MLVA method, based on the analysis of 8 loci only, is proposed. This aspect, in conjunction with reducing time and costs, indicate that MLVA represents an important and satisfactory alternative method to evaluate the genetic diversity of S. pneumoniae.