| Resumen: | Os oceanos sofrem contaminações diárias por diferentes tipos de compostos químicos, como fármacos antimicrobianos, devido a diversas atividades humanas, favorecendo o surgimento de microrganismos resistentes e a presença de genes de resistência a antimicrobianos (ARGs) nestes ambientes e alterando a composição de comunidades microbianas. Pesquisas nos ambientes marinhos voltadas à detecção da resistência antimicrobiana e à busca por novas moléculas com potencial antimicrobiano têm ganhado destaque. Neste estudo, investigou-se o perfil de resistência antimicrobiana de bactérias de sedimento marinho profundo, em condição planctônica e de biofilme; a detecção da presença de genes de resistência através do sequenciamento de genoma completo; a avaliação dos níveis de expressão relativa de genes de resistência detectados nestes isolados, por PCR quantitativa, em diferentes condições de cultivo semelhantes às do seu ambiente de origem e a habilidade destes microrganismos de inibir outras cepas bacterianas e/ou fúngicas. Nossos resultados indicaram a presença de dois Paenibacillus sp. resistentes a clindamicina (MET16 e MET17) e eritromicina (MET 17), além de seis Pseudomonas sp. resistentes a aztreonam e um (MD330.9) também a ceftazidima, em concentrações elevadas. Também foi observada uma alta tolerância a antimicrobianos destes isolados quando em condição de biofilme. Nos genomas dos isolados de Pseudomonas sp. foi detectado a presença dos genes mexE e mexF, pertencentes ao operon MexEF-OprN, responsável pela expressão de um mecanismo de bomba de efluxo.A modulação das condições de cultivo empregadas não mostrou variações significativas na expressão destes genes para a maioria dos isolados. Quanto a capacidade de inibição de microrganismos, cinco Pseudomonas sp. apresentaram a capacidade de inibir microrganismos, principalmente fungos unicelulares e filamentosos. A análise genômica indicou clusters gênicos voltados a produção do sideróforo Piochelina, que apresenta ação antifúngica descrita. Em função deste resultado, uma análise quantitativa da produção de sideróforos totais foi realizada, indicando que o isolado de Pseudomonas com maior ação antifúngica (MD330.9), foi o que mais produziu sideróforos e, inicialmente, o único que apresentou resistência a dois antibióticos. Nossos resultados fornecem dados inéditos a respeito do perfil de resistência a antimicrobianos em bactérias de ambiente marinho profundo, a presença e a expressão de genes de resistência em bactérias do gênero Pseudomonas de ambientes marinhos, bem como sobre o potencial de produção de moléculas antimicrobianas por esses isolados.
The oceans are contaminated daily by different types of chemical compounds, such as antimicrobial drugs, due to various human activities, favoring the emergence of resistant microorganisms and the presence of antimicrobial resistance genes (ARGs) in these environments and altering the composition of microbial communities. Research in marine environments aimed at detecting antimicrobial resistance and searching for new molecules with antimicrobial potential has gained prominence. In this study, we investigated the antimicrobial resistance profile of bacteria from deep marine sediments, in planktonic and biofilm conditions; the detection of the presence of resistance genes through whole genome sequencing; the evaluation of the relative expression levels of resistance genes detected in these isolates, by quantitative PCR, under different culture conditions similar to those of their environment of origin; and the ability of these microorganisms to inhibit other bacterial and/or fungal strains. Our results indicated the presence of two Paenibacillus sp. resistant to clindamycin (MET16 and MET17) and erythromycin (MET 17), in addition to six Pseudomonas sp. resistant to aztreonam and one (MD330.9) also to ceftazidime, at high concentrations. A high tolerance to antimicrobials was also observed in these isolates when in biofilm condition. The presence of the mexE and mexF genes, belonging to the MexEF-OprN operon, responsible for the expression of an efflux pump mechanism, was detected in the genomes of the Pseudomonas sp. isolates. The modulation of the culture conditions employed did not show significant variations in the expression of these genes for most of the isolates. Regarding the capacity to inhibit microorganisms, five Pseudomonas sp. showed the capacity to inhibit microorganisms, mainly unicellular and filamentous fungi.The genomic analysis indicated gene clusters focused on the production of the siderophore Piochelin, which has a described antifungal action. Based on this result, a quantitative analysis of total siderophore production was performed, indicating that the Pseudomonas isolate with the highest antifungal activity (MD330.9) was the one that produced the most siderophores and, initially, the only one that showed resistance to two antibiotics. Our results provide unprecedented data on the antimicrobial resistance profile of deep-sea bacteria, the presence and expression of resistance genes in Pseudomonas bacteria from marine environments, as well as the potential for production of antimicrobial molecules by these isolates. |
