Genomic and transcriptomic features of Chlamydia trachomatis. Tracking the basis for the ecological success

Dissertation presented to obtain a Ph.D degree in Biology, speciality in Molecular Genetics, by Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Chlamydia trachomatis Infecção na grávida e no recém-nascido

A infecção urogenital causada por Chlamydia trachomatis é a doença bacteriana sexualmente transmissível mais comum na Europa, tanto em homens como em mulheres. Constitui um grave problema de saúde pública devido à elevada percentagem de portadores assintomáticos, às complicações clínicas que daí podem resultar e à possibilidade de transmissão vertical. O presente trabalho teve como principais objectivos: i) avaliar a prevalência da infecção por C. trachomatis e por Neisseria gonorrhoeae num grupo de grávidas de 36 semanas atendidas na consulta externa de Obstetrícia do Hospital Amadora Sintra e nos recém-nascidos de mães infectadas, ii) identificar os serovares responsáveis pelas infecções por C. trachomatis, iii) verificar a distribuição da prevalência da infecção por C. trachomatis em função da idade e iv) avaliar a utilidade de uma técnica de PCR multiplex e de PCR multiplex em tempo real no diagnóstico desta infecção. Foram testadas 1201 amostras de urina do primeiro jacto de grávidas e 18 exsudados oculares provenientes de recém-nascidos cujas mães estavam infectadas com C. trachomatis. Cada amostra foi testada pelas técnicas de PCR multiplex e de PCR multiplex em tempo real, tendo como alvos de amplificação um fragmento do plasmídio críptico e outro do gene omp1. Todos os resultados positivos foram confirmados com uma técnica de nested PCR e posteriormente enviados para sequenciação para identificação dos serovares envolvidos. Em todas as amostras foi ainda pesquisada a presença de ADN de N. gonorrhoeae através de técnicas de PCR e de PCR em tempo real sendo que, na primeira, o alvo a amplificar foi um fragmento do gene ccpB do plasmídio pJDI e na segunda o pseudogene porA. Os resultados positivos foram confirmados por RFLP. A prevalência da infecção por C. trachomatis e por N. gonorrhoeae foi de 3,7% (45/1201) e de 0,08% (1/1201), respectivamente. Nos recém-nascidos, a prevalência foi de 0% para ambas as infecções, embora o número de recém-nascidos estudados (18/45) dificilmente seja representativo. O serovar mais prevalente foi o E (31,1%), seguido do G (15,6%), do D/Da (13,3%), do F, I/Ia e do J (11,1%). O serovar K foi identificado em 4,4% das amostras infectadas e o H em apenas 2,2%. A técnica de PCR multiplex em tempo real parece ser mais adequada para o diagnóstico da infecção por C. trachomatis do que a técnica de PCR multiplex, tendo a primeira detectado 100% dos casos de infecção por este microrganismo (45/45), enquanto que a segunda detectou apenas 71% (32/45) dos mesmos.

Infecção por chlamydia trachomatis: conhecimentos, atitudes e práticas de uma população de estudantes universitários das áreas da saúde

A infecção sexualmente transmissível (IST), causada por Chlamydia trachomatis, é considerada mundialmente como um importante problema de saúde pública, porque pode causar infertilidade e morbilidade a longo termo, existindo a possibilidade de transmissão ao recém-nascido de mãe infectada. Os indivíduos entre os 15 e os 24 anos de idade são os que se encontram em maior risco. Para além das suas consequências, a presença desta infecção sem tratamento pode potenciar até dez vezes a transmissão do vírus da imunodeficiência humana adquirida. Contribuindo a consciencialização sobre os vários aspectos da saúde sexual e o conhecimento sobre este agente e suas sequelas para que os jovens em risco se protejam e admitindo o Plano Nacional de Saúde lacunas no conhecimento dos profissionais da área sobre este tema, o presente trabalho teve como objectivos: 1) estudar o conhecimento sobre a infecção por C. trachomatis, sinais, sintomas, sequelas e vias de transmissão das IST; 2) conhecer as atitudes e práticas associadas à transmissão de IST e 3) avaliar a prevalência da infecção por C. trachomatis e Neisseria gonorrhoeae numa população de estudantes universitários das áreas da Saúde. Para tal, utilizou-se um questionário, cuja avaliação sugeriu que estes jovens possuem um baixo conhecimento sobre os sinais, sintomas e sequelas deste agente e das outras IST, sendo preocupante verificar que existem estudantes que não reconhecem os diferentes tipos de relação sexual como vias de transmissão destas infecções. A pesquisa dos microrganismos citados, efectuou-se através da aplicação de uma técnica de biologia molecular em amostras de urina e a presença de anticorpos anti-C. trachomatis efectuou-se através uma técnica de imunofluorescência indirecta no soro. Não foram identificados casos de infecção activa, mas registou-se uma taxa de 14,4% de títulos reactivos de anticorpos anti-C. trachomatis, o que indica uma percentagem considerável desta população já foi infectada por este agente. Estudos futuros semelhantes a este, em diferentes populações, são necessários para avaliar a prevalência global de infecção por C. trachomatis em Portugal, assim como para relacionar as atitudes e práticas com a transmissão das IST e com o conhecimento entre a população portuguesa. Medidas básicas de prevenção como a informação à população parecem ser urgentemente necessárias.

Chlamydia trachomatis: genótipos circulantes, comparação de métodos para o seu diagnóstico e necessidade do seu rastreio

As infecções urogenitais originadas por Chlamydia trachomatis têm aumentado nos últimos anos em todo o mundo, afectando essencialmente jovens adultos com vida sexual activa. O seu rastreio recomenda-se nas mulheres entre os 19-25 anos de idade em alguns países Europeus, desde que seja de custo eficácia, para prevenção das suas complicações (doença inflamatória pélvica e infertilidade). Os testes de amplificação de ácidos nucleicos (NAATs) são cada vez mais utilizados no seu diagnóstico pela sua elevada sensibilidade e especificidade. Este estudo teve como objectivo conhecer a prevalência de infecção urogenital por C. trachomatis em populações de risco, através das técnicas de Multiplex PCR e de PCR em Tempo Real e identificar os genótipos de C. trachomatis. Pretendeu-se também conhecer a prevalência de anticorpos anti-C. trachomatis e verificar a necessidade de execução do rastreio da infecção urogenital por C. trachomatis. C. trachomatis foi identificada em amostras de indivíduos da consulta de venereologia do Hospital de Santa Maria e da consulta da Unidade de DST do Instituto de Higiene e Medicina Tropical, com uma prevalência de 25% (10/40) e 6,8% (5/74), respectivamente, tendo sido identificados quatro genótipos diferentes, D, Da, E e F. A técnica de PCR em Tempo Real apresentou melhores resultados na identificação de C. trachomatis do que a de Multiplex PCR. A prevalência de anticorpos anti-C. trachomatis da classe IgG com um título de 1:320 foi de 59,4% (57/96) e com um título de 1:1.000 foi de 39,6% (38/96). A prevalência de anticorpos da classe IgM, geralmente associada a infecção aguda, foi 35,9% (14/39) dos indivíduos. No presente estudo verificou-se que, embora a pesquisa de anticorpos não pareça ser eficiente no diagnóstico de C. trachomatis, pode eventualmente ser útil como marcador epidemiológico de infecção. O elevado número de anticorpos presente nos indivíduos do nosso estudo parece indicar a necessidade do rastreio da infecção urogenital por C. trachomatis neste tipo de populações.

Design of a tool to study the fate of Chlamydia trachomatis infected cells

Chlamydia trachomatis has a unique obligate intracellular developmental cycle that ends by the lysis of the cell and/or the extrusion of the bacteria in order to allow for re-infections. While Chlamydia trachomatis infections are often asymptomatic the diagnosis of Chlamydia trachomatis is usually late, occurring after manifestation of persistency. Investigations on the consequences of long-term infections and the molecular mechanisms behind it will reveal light to what extent bacteria can modulate host cell function and what the ultimate fate of host cells after clearance of an infection is. Such studies on the host cell fate could be greatly facilitated if the infected cells become permanently marked during and after the infection. Therefore, this project intends to develop a new genetic tool that would allow permanently labeling of Chlamydia trachomatis host cells. The plan was to generate a Chlamydia trachomatis strain that encodes a recombinant CRE recombinase, fused to a secretory effector function of the Chlamydia type 3 secretion system (T3SS). Upon translocation into the host cell, this recombinant CRE enzyme could then, owing to its site-specific recombination function, switch a reporter gene contained in the host cell genome. To this end, the reporter line carried a membrane-tagged tdTomato (mT) gene flanked by two LoxP sequences followed by a GFP gene. The translocation of the recombinant CRE recombinase into this cell line was designed to trigger the recombination of the LoxP sites whereby the cells would turn from red fluorescence to green as an irreversible label of the infected cells. Successful execution of this mechanism would allow to draw a direct link between Chlamydia trachomatis infection and the subsequent fate of the infected cell.

Evolutionary dynamics of Chlamydia trachomatis genome and identification of molecular patterns of hypothetical protein coding genes

The obligate intracellular bacterium Chlamydia trachomatis is a human pathogen of major public health significance. Strains can be classified into 15 main serovars (A to L3) that preferentially cause ocular infections (A-C), genital infections (D-K) or lymphogranuloma venereum (LGV) (L1-L3), but the molecular basis behind their distinct tropism, ecological success and pathogenicity is not welldefined. Most chlamydial research demands culture in eukaryotic cell lines, but it is not known if stains become laboratory adapted. By essentially using genomics and transcriptomics, we aimed to investigate the evolutionary patterns underlying the adaptation of C. trachomatis to the different human tissues, given emphasis to the identification of molecular patterns of genes encoding hypothetical proteins, and to understand the adaptive process behind the C. trachomatis in vivo to in vitro transition. Our results highlight a positive selection-driven evolution of C. trachomatis towards nichespecific adaptation, essentially targeting host-interacting proteins, namely effectors and inclusion membrane proteins, where some of them also displayed niche-specific expression patterns. We also identified potential "ocular-specific" pseudogenes, and pointed out the major gene targets of adaptive mutations associated with LGV infections. We further observed that the in vivo-derived genetic makeup of C. trachomatis is not significantly compromised by its long-term laboratory propagation. In opposition, its introduction in vitro has the potential to affect the phenotype, likely yielding virulence attenuation. In fact, we observed a "genital-specific" rampant inactivation of the virulence gene CT135, which may impact the interpretation of data derived from studies requiring culture. Globally, the findings presented in this Ph.D. thesis contribute for the understanding of C.trachomatis adaptive evolution and provides new insights into the biological role of C. trachomatishypothetical proteins. They also launch research questions for future functional studies aiming toclarify the determinants of tissue tropism, virulence or pathogenic dissimilarities among C. trachomatisstrains.

Prevalência da C.trachomatis entre homens que fazem sexo com homens (HSH) que frequentam um centro clínico comunitário alternativo em Barcelona

RESUMO - Enquadramento: A infeção por Chlamydia trachomatis (CT) é considerada um grave problema de Saúde Pública. É causa de infeções sintomáticas tanto no homem como na mulher, bem como, de infeções assintomáticas que podem ter consequências muito graves a longo prazo. A presença de CT sem tratamento aumenta o risco de transmissão do vírus da imunodeficiência humana. Existem vários estudos publicados de prevalência da CT por todo o mundo, no entanto, estudos de prevalência da CT em populações assintomáticas, envolvendo homens que fazem sexo com homens (HSH) são raros na Europa. Assim, o presente estudo, ao estimar a prevalência e ao descrever as caraterísticas epidemiológicas e de conduta dos HSH, pretende contribuir para o plano de ação contra as IST´s e VIH na Catalunha, através de estratégias concretas para deteção e prevenção da CT. Métodos: Trata-se de um estudo observacional, transversal de prevalência da CT em HSH utentes de um serviço comunitário em Barcelona, com recurso a técnicas de diagnóstico de biologia molecular e a um questionário. Durante Março e Junho de 2015, foram recrutados 200 voluntários de um serviço comunitário em Barcelona que foram testados para CT e NG em três locais anatómicos através de uma PCR em tempo real utilizando o ensaio Anyplex™ CT/NG Real-time Detection. Resultados: O presente estudo permitiu uma caraterização da situação atual quanto á prevalência e aos fatores de risco associados á infeção por CT em HSH. A prevalência nesta população específica foi de 12,6% e os fatores risco associados foram o facto de serem VIH e praticarem sexo anal insertivo/recetivo com parceiro estável. Conclusões: Os resultados obtidos reforçam a necessidade do desenvolvimento de estratégias adequadas de controlo e prevenção da CT nesta população de risco, tais como: rastreios frequentes e tratamento dos casos positivos para quebrar a cadeia de transmissão, promoção da saúde, educação e notificação dos parceiros sexuais. Também demonstram a importância destes rastreios nos três locais anatómicos: uretra, reto e faringe.

A infertilidade na mulher e a ocorrência de infecções sexualmente transmissíveis em idade fértil

RESUMO - Enquadramento: Num momento em que a população mundial atinge os 7 biliões, um dos capítulos do Relatório do Fundo de População das Nações Unidas é dedicado à fertilidade. A maioria dos países europeus apresenta taxas de fecundidade abaixo das necessárias para a reposição populacional. Portugal não é excepção, apresentando um índice sintético de fecundidade, em 2009 de 1,32 crianças por mulher. Calcula-se que 10% dos casais portugueses são inférteis, com uma distribuição equitativa de causas femininas e masculinas (30% individualmente e 90% em conjunto). Para esta diminuição da taxa de fecundidade concorrem vários determinantes, entre eles a ocorrência de infecções sexualmente transmissíveis anteriores que desencadeiam alterações do aparelho genital feminino, provocando doença pélvica inflamatória e consequentemente infertilidade. Das infecções sexualmente transmissíveis, a infecção por Chlamydia trachomatis continua a ser a mais reportada por toda a Europa, encontrada em rastreios em grupos de jovens com idades abaixo dos 25 anos. É uma infecção passível de ser tratada, com cura, embora não confira uma imunidade duradoura. As infecções sexualmente transmissíveis, algumas delas há muito conhecidas do homem, constituem uma causa evitável de infertilidade. Finalidade / Objectivos: Conhecer a frequência de infecções sexualmente transmissíveis na história ginecológica de mulheres com infertilidade, com a finalidade de poder contribuir para o desenvolvimento de novas estratégias na Saúde Reprodutiva para aumentar a índice sintético de fecundidade de Portugal. Metodologia: Estudo exploratório, natureza retrospectiva, uma vez que partimos do problema infertilidade, e averiguam-se antecedentes de infecções sexualmente transmissíveis, através da aplicação de um questionário às mulheres seguidas em consulta de infertilidade em instituições de saúde do SNS na área de abrangência da ARS LVT, durante o período de 1 de Janeiro a 31 de Dezembro de 2012. Discussão / Conclusão: É expectável que os resultados obtidos neste estudo vão de encontro ao que é relatado na literatura, confirmando a hipótese de trabalho que aponta para a existência de infecções sexualmente transmissíveis em mulheres seguidas em consultas de infertilidade. Certo é que a infertilidade tende a ser uma realidade crescente, associada a múltiplos factores, sendo que um deles continua a ser a exposição a agentes microbianos, constituindo em si mesma uma causa evitável. Se pretendemos aumentar o índice sintético de fecundidade de Portugal, é necessário investir também no estudo dos determinantes que concorrem para a fertilidade. Na realidade, para além da emergente necessidade de implementar um sistema de vigilância nacional das infecções sexualmente transmissíveis, é necessária uma aposta mais profunda na informação / educação, sensibilização dos jovens ainda antes do início da actividade sexual, e não apenas nas consultas de planeamento familiar. É certamente um trabalho pluridisciplinar que envolve parceiros comunitários como a escola e outros centros educativos, a família, o centro de saúde, a sociedade em geral, em particular, cada um de nós.

Deteção de Neisseria gonorrhoeae em amostras de urina de utentes de uma consulta de venereologia

Introdução: A vigilância epidemiológica dos agentes infeciosos é fundamental como atividade de controlo das doenças sexualmente transmissíveis. A gonorreia é uma das infeções sexualmente transmissíveis (IST) mais comum e é causada pela bactéria Neisseria gonorrhoeae. Os dados sobre os diferentes microrganismos causadores de IST são escassos em Portugal e a vigilância tradicional não é suficiente. Em muitos casos de infeção por N. gonorrhoeae, os pacientes são tratados empiricamente através de uma abordagem sindromática por vezes sem recurso a análises laboratoriais que confirmem a infeção e, além disso, existem os casos assintomáticos que contribuem para a contínua propagação da infeção por N. gonorrhoeae. A gonorreia é tratável e curável mas não está disponível uma vacina. Consequentemente, o controlo desta doença depende da identificação e tratamento de indivíduos infetados e dos seus contactos na rede de transmissão. Por outro lado, quando é efetuada cultura os resultados apresentam ocasionalmente falsos negativos, devido às características exigentes de crescimento da N. gonorrhoeae in vitro ou à automedicação prévia do doente. Objetivos: Avaliar a ocorrência de infeções por Neisseria gonorrhoeae entre utentes de uma consulta de venereologia, nos primeiros seis meses de 2011. Métodos: Estudo transversal. Amostragem consecutiva, cálculo do número de amostras pela fórmula de Wald para um nível de confiança de 95% e um erro de previsão de 3,3%. Foram analisadas 145 amostras de urina utilizando técnicas de amplificação de ácidos nucleicos com alvos diferentes. A identificação de Neisseria gonorrhoeae foi efetuada pela deteção de uma sequência do pseudogene porA de N. gonorrhoeae por técnica de reação em cadeia da polimerase (PCR) em tempo real e pela deteção de uma sequência do gene ccpB de N. gonorrhoeae por técnica de PCR. Critérios de exclusão: recusa em participar ou apresentar problemas para o entendimento do consentimento livre e informado. Resultados: Foi detetada Neisseria gonorrhoeae em 8 doentes – 5,5 % de prevalência global. A prevalência entre indivíduos com infeção sexualmente transmissível prévia (n = 35) foi significativamente mais elevada (p = 0,032). Neste grupo detetou-se N. gonorrhoeae em 4 doentes (11,43 %). Em doentes com queixas de exsudado uretral (n = 29), foi detetada N. gonorrhoeae em seis (20,69 %), demonstrando que a prevalência entre os indivíduos com este sintoma é, também, significativamente mais elevada (p = 0,001). A coinfecção com Clamydia trachomatis foi observada em 1,4 % dos casos (2/145). A percentagem de casos assintomáticos foi de 12,5 % (1/8). As técnicas de PCR utilizadas neste estudo demonstraram-se igualmente especificas para a deteção de N. gonorrhoeae e ambas mais sensíveis relativamente à cultura. Neste estudo as estirpes isoladas em cultura apresentaram resistência a penicilina em 25 % dos casos, 37,5 % a tetraciclinas e 12,5 % eram produtoras de β-lactamases. Conclusões: A prevalência determinada neste estudo encontra-se superior ao esperado. Os resultados deste estudo indicam a existência de um importante problema de saúde pública e a necessidade de considerar a implementação de rastreios em grupos específicos de população. Este estudo confirma que as técnicas de PCR com os alvos porA e ccpB são satisfatórias para a deteção de Neisseria gonorrhoeae em amostras de urina. Apesar da percentagem de estirpes resistentes a tetraciclinas e penicilina ser elevada não foram demonstradas resistências a fluoroquinolonas ou cefalosporinas nas estirpes estudadas.