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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ FACULDADE DE MEDICINA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PATOLOGIA CAROLINY SOARES SILVA CARACTERIZAÇÃO ECOEPIDEMIOLÓGICA DE MICOBACTÉRIAS EM TRIATOMÍNEOS COLETADOS NO MUNICÍPIO DE SOBRAL-CEARÁ FORTALEZA 2021 CAROLINY SOARES SILVA CARACTERIZAÇÃO ECOEPIDEMIOLÓGICA DE MICOBACTÉRIAS EM TRIATOMÍNEOS COLETADOS NO MUNICÍPIO DE SOBRAL-CEARÁ Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Patologia da Faculdade de Medicina da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial à obtenção do título de Mestre em Patologia. Área de concentração: doenças infectoparasitárias Orientadora: Profª. Dr. Cristiane Cunha Frota Coorientadora: Dra. Luana Nepomuceno Gondim Costa Lima FORTALEZA 2021 CAROLINY SOARES SILVA CARACTERIZAÇÃO ECOEPIDEMIOLÓGICA DE MICOBACTÉRIAS EM TRIATOMÍNEOS COLETADOS NO MUNICÍPIO DE SOBRAL-CEARÁ Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Patologia da Faculdade de Medicina da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial à obtenção do título de Mestre em Patologia. Área de concentração: doenças infectoparasitárias Aprovada em: ___/___/_____ BANCA EXAMINADORA _______________________________________ Prof. Dra. Cristiane Cunha Frota (Orientadora) Universidade Federal do Ceará _______________________________________ Profa. Dra Karla Valéria Batista Lima Instituto Evandro Chagas e Universidade Estadual do Pará _______________________________________ Profa. Dra. Rosa Lívia Freitas de Almeida Universidade de Fortaleza _______________________________________ Profa. Dra. Maria Jania Teixeira Universidade Federal do Ceará AGRADECIMENTOS Primeiramente, gostaria de agradecer a Deus, por toda bondade, proteção e ajuda que me foi concedida. À minha avó Ana, por todo amor e apoio. Por todos os dias das mães e pais. Por todas as idas para me buscar na escola. Por toda felicidade em cada conquista. Obrigada por me ajudar a ser a pessoa que sou hoje. Aos meus pais, Dora Soares e Rogério, por todo o amor, carinho, compreensão e apoio diário. Obrigada por todo o apoio dado, mesmo nos momentos mais difíceis. Não existem palavras que expressem toda a gratidão que sinto. Ao Gabriel, meu melhor amigo e irmão. Obrigada por ter me apoiado em todos os momentos e por nunca me deixar só. Te amo. Espero um dia ter metade da sabedoria que você tem. Agradeço a minha orientadora Cristiane Cunha pela oportunidade, por toda a paciência, pelos conselhos e por todos os ensinamentos nesses cinco anos. Sempre serei grata pela oportunidade de trabalhar com a senhora. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) por ter me oferecido uma bolsa no Programa de Pós graduação, que em ajudou durante a minha formação. À Luana Lima, Karla Valéria e a todos do Instituto Evandro Chagas. Obrigada pela ajuda e ensinamentos que foram essenciais para o meu trabalho. À Cynara Carvalho e os profissionais do Centro de controle de zoonoses de Sobral, pela atenção, receptividade e cuidado com o trabalho que estava sendo executado. Aos meus colegas do Laboratório de Micobactérias: Lucas, Susy, Paulo Rafael, Soraya, Socorro e Thales Candido, por todo o companheirismo e amizade que pude construir com cada um de vocês. À Gabriela Valentim, que continua me acompanhando, sempre me motivando com o seu amor e muita paciência. Obrigada por me ajudar sempre. As meninas: Jennifer, Andreia, Renata e Bianca, por toda a amizade e por tornarem mais leves os dias mais complicados. Amo vocês. Por fim, ao Lupin por todo amor e por estar sempre perto de mim, sendo um grande companheiro. RESUMO INTRODUÇÃO: A família Mycobacteriaceae é formada pelo gênero Mycobacterium e mais quatro novos gêneros. Destacam-se as espécies do complexo Mycobacterium tuberculosis (CMTB) causadoras da tuberculose (TB), as espécies coletivamente chamadas de Micobactérias Não tuberculosas (MNT) causadoras de micobacterioses e o agente causador da hanseníase, M. leprae. Estudos realizados em Sobral, Ceará, encontraram dentro do perímetro urbano várias espécies de triatomíneos. A microbiota intestinal destes insetos é dinâmica e variada, incluindo as espécies do gênero Mycobacterium. OBJETIVO: Identificar a presença de micobactérias em hemípteros triatomíneos encontrados em residências da área urbana e rural do município de Sobral, Ceará. METODOLOGIA: Os triatomíneos utilizados neste estudo foram fornecidos pelo Centro de Controle de Zoonoses de Sobral. Os insetos foram capturados no período de janeiro de 2019 a abril de 2020 e enviados aos Postos de Informação de Triatomíneo instalados nos postos de saúde do município, para caracterização taxonômica e armazenamento. Foi realizada a extração do DNA genômico dos triatomíneos coletados, seguido da identificação das micobactérias pela técnica PRA-hsp65. As amostras de DNA dos triatomíneos PRA-hsp65 positivas foram sequenciadas e depois analisadas filogeneticamente. Os endereços dos triatomíneos e dos casos de TB diagnosticados em 2018-2019 foram analisados espacialmente. RESULTADOS: 167 amostras de triatomíneos foram coletadas, destes 41,9% (70/167) foram PRA-hsp65 positivas para o gênero Mycobacterium. Foram obtidas sequências de 70% (49/70) das amostras, sendo identificados 12 gêneros bacterianos, incluindo 9 amostras como do CMTB. A análise espacial encontrou dois aglomerados significantes de triatomíneos e um aglomerado dos casos de TB. A interpolação espacial indicou tendencia de alto risco de aglomeração espacial na sede do município para triatomíneos e casos de TB. CONCLUSÃO: Este estudo é o primeiro a descrever o achado de espécies do CMTB em triatomíneos no peridomicílio urbano. O conjunto das informações deste estudo poderão ser empregados para entender a possível transmissão de micobactérias por triatomíneos, e assim ajudar a estabelecer medidas adequadas para a prevenção de micobacterioses. Palavras-chave: Triatominae. Mycobacterium. Tuberculose. ABSTRACT INTRODUCTION: The Mycobacteriaceae family is formed by the genus Mycobacterium and four new genera. Noteworthy are the species of the Mycobacterium tuberculosis complex (CMTB) that cause tuberculosis (TB), the species collectively called Non-Tuberculous Mycobacteria (NTM) that cause mycobacteriosis, and the causative agent of leprosy, M. leprae. Studies conducted in Sobral, Ceará, found several species of triatomines within the urban perimeter. The intestinal microbiota of these insects is dynamic and diverse, including species of the genus Mycobacterium. OBJECTIVE: To identify the presence of mycobacteria in triatomine hemiptera found in homes of the urban and rural areas of the city of Sobral, Ceará. METHODS: The triatomines used in this study were provided by the Sobral Zoonoses Control Center. The insects were captured from January 2019 to April 2020 and sent to Triatomine Information Posts installed at the municipal health posts, for taxonomic characterization and storage. Genomic DNA extraction of the collected triatomines was performed, followed by identification of mycobacteria using the PRA- hsp65 technique. DNA samples from PRA-hsp65 positive triatomines were sequenced and then phylogenetically analyzed. The addresses of the places where triatomines were collected and the residences of TB cases diagnosed in 2018-2019 were spatially analyzed. RESULTS: It was collected 167 samples of triatomines, from the total 41.9% (70/167) were PRA-hsp65 positive for the genus Mycobacterium. Sequences were obtained from70% (49/70) of the samples, being identified 12 bacterial genera, including 9 samples as CMTB. Spatial analysis found two significant clusters of triatomines and one cluster of TB cases. Spatial interpolation indicated a high-risk trend of spatial agglomeration in the county seat for triatomines and TB cases. CONCLUSION: This study is the first to describe the finding of CMTB species in triatomines in the urban peridomicile. The set of information from this study can be used to understand the possible transmission of mycobacteria by triatomines, and thus help to establish adequate measures for the prevention of mycobacteriosis. Keywords: Triatominae. Mycobacterium. Tuberculosis. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 – Estrutura da parede celular das micobactérias ....................... 14 Figura 2 – Diagrama com o resumo das relações entres os grupos de micobactérias ......................................................................... 16 Figura 3 – Organização de espécies de micobactérias de acordo com a sua patogenicidade aos humanos .......................................... 17 Figura 4 – Estimativa do número de casos novos de tuberculose referente ao ano de 2019 ........................................................ 19 Figura 5 – Incidência de tuberculose no Brasil 2010 – 2019 .................... 20 Figura 6 – Casos novos e incidência de TB por ano de diagnóstico no Ceará, período de 2008 a 2018 .............................................. 21 Figura 7– Inseto triatomíneo na fase adulta ............................................ 23 Figura 8 – Triatomíneo da espécie Triatoma brasiliensis ......................... 24 Figura 9 – Triatomíneo da espécie Triatoma pseudomaculata ................ 25 Figura 10 – Triatomíneos da espécie Panstrogylus lutzi ............................ 26 Figura 11 – Triatomíneo da espécie Rhodnius nasutus ............................ 27 Figura 12 – Vias de infecção dos patógenos transmitidos por triatomíneos ........................................................................... 28 Figura 13 – Mapa municipal de Sobral mostrando sua divisão distrital, estado do Ceará ..................................................................... 31 Figura 14 – Residências próximas à Serra da Meruoca no Município de Sobral, Ceará ......................................................................... 32 Figura 15 – Agente de zoonoses realizando visita à residência no município de Sobral, Ceará .................................................... 33 Figura 16 – Área do peridomicílio para criação de aves domésticas .......... 34 Figura 17 – Área intradomiciliar favorável para a captura de triatomíneos no Município de Sobral, Ceará ................................................ 34 Figura 18 – Fluxograma com representação da sequência de testes utilizados para a detecção de micobactérias em triatomíneos 35 Figura 19 – Produto de amplificação a partir da região genômica do Mycobacterium tuberculosis H37Rv, gene Rv0440 (groEL2) codificante da proteína hsp65 (chaperone de 60kDa) ............ 37 Figura 20 – Fluxograma com representação da sequência de testes utilizados e os resultados obtidos ........................................... 43 Figura 21 – Eletroforese em gel de agarose 1,0% com produtos da amplificação da região hsp65 de M. tuberculosis .................... 44 Figura 22 – Eletroforese em gel MetaPhor 4,5% com os produtos da digestão enzimática do gene hsp65 (441 pb) .......................... 45 Figura 23 – Eletroforese em gel MetaPhor 4,5% com os produtos da digestão enzimática pelas enzimas BstEII e HaeIII ................. 46 Figura 24 – Eletroferograma da amostra 65 evidenciando a qualidade do DNA analisado no Programa BioEdit Sequence Alignment Editor ...................................................................................... 49 Figura 25 - Alinhamento local de uma sequência usando a ferramenta BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) .......................... 50 Figura 26 - Alinhamento múltiplo de sequências dos nucleotídeos das 9 amostras identificadas como complexo M. tuberculosis (CMTB) e M. tuberculosis H37Rv ........................................... 54 Figura 27 - Árvore de consenso para 100 “bootstraps” mostrando as relações filogenéticas entre sequências de hsp65 de micobactérias de triatomíneos de Sobral, Ceará, e a sequência da cepa padrão M. tuberculosis H37Rv ................. 55 Figura 28 - Árvore de consenso para 100 “bootstraps” mostrando as relações filogenéticas entre sequências de rpoB de micobactérias de triatomíneos de Sobral, Ceará, e a sequência da cepa padrão M. tuberculosis H37Rv ................. 56 Figura 29 - Distribuição das 70 amostras de triatomíneos de acordo com a caracterização taxonômica e o local de captura no município de Sobral, Ceará, 2021 ......................................... 57 Figura 30 - Distribuição das espécies bacterianas identificadas por sequenciamento das 49 amostras de triatomíneos coletadas no município de Sobral, Ceará, 2021 ...................................... 58 Figura 31 - Distribuição espacial dos 367 casos de tuberculose diagnosticados no período de 2018 a 2019 e do local de captura das espécies de triatomíneos identificados pela caracterização taxonômica no município de Sobral, Ceará, 2021 ....................................................................................... 59 Figura 32 - Distribuição espacial do local de captura das nove amostras de triatomíneos com detecção positiva para o complexo M. tuberculosis no município de Sobral, Ceará, 2021.................. 60 Figura 33 – Mapa espacializando a densidade da localização dos 367 casos de tuberculose e triatomíneos no município de Sobral, Ceará, 2021 ............................................................................ 61 Figura 34 - Mapas da análise exploratória espacial dos 367 casos de tuberculose detectados no período de 2018 e 2019 e do local de coleta dos triatomíneos, utilizando Índice de Moran Global, 2021........................................................................................ 62 Figura 35 - Mapa de previsão IDW identificando a distribuição de tuberculose dos triatomíneos coletados em Sobral, Ceará ..... 63 LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Iniciadores para amplificação da região hsp65 do DNA de Mycobacterium sp................................................................... 38 Tabela 2 – Condições para amplificação da região hsp65 do DNA de Mycobacterium sp................................................................... 38 Tabela 3 – Condições para amplificação da região rpoB do DNA de Mycobacterium sp................................................................... 40 Tabela 4 – Resultado da identificação das 70 amostras de triatomíneos com base nos padrões do PRA-hsp65..................................... 47 Tabela 5 – Descrição das espécies de triatomíneos das 167 amostras analisadas............................................................................... 48 Tabela 6 – Descrição de espécies de triatomíneos com positividade no PRA-hsp65.............................................................................. 47 Tabela 7 – Descrição do estágio de desenvolvimento dos triatomíneos coletados no município de Sobral, Ceará - Brasil.................. 49 Tabela 8 – Resultado das espécies bacterianas identificadas nas 49 amostras de triatomíneos determinadas por sequenciamento parcial genético....................................................................... 51 Tabela9 – Concordância entre as espécies bacterianas identificadas pela técnica PRA-hsp65 e sequenciamento ................................................................................................ 52 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS BAAR Bacilo álcool-ácido resistentes CMTB Complexo Mycobacterium tuberculosis COVIG Coordenadoria de Vigilância em Saúde (COVIG) DNA Ácido desoxirribonucleico DPML Departamento de Patologia e Medicina Legal HIV Vírus da imunodeficiência humana IEC Instituto Evandro Chagas KDE Estimativa de densidade do kernel MCR Micobactérias de crescimento rápido MNT Micobactérias Não Tuberculosas OMS Organização Mundial de Saúde PCR Reação em Cadeia da Polimerase PIT Postos de Informação de Triatomíneos PRA Análise de enzimas de restrição SESA – CE Saúde do Estado do Ceará SINAN Sistema de Informação de Agravos e Notificação SVS Secretária de Vigilância Sanitária TB Tuberculose TBE Tampão Tris/Borato/EDTA TE Tampão Tris-EDTA NUVEP Núcleo de Vigilância Epidemiológica SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 13 1.1 Características gerais das micobactérias ................................................ 13 1.2 Classificação das micobactérias .................................................................. 14 1.3 Patogenia e transmissão das micobacterioses ....................................... 17 1.3.1 Complexo Mycobacterium tuberculosis (CMTB) .............................. 17 1.3.2 Micobactérias não-tuberculosas (MNT) ................................................ 18 1.4 Aspectos epidemiológicos ........................................................................ 19 1.4.1 Epidemiologia da Tuberculose (TB) ................................................... 19 1.4.2 Epidemiologia das micobacterioses ..................................................... 21 1.5 Biologia molecular para a identificação de micobactérias ..................... 21 1.5.1 Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) ........................................... 22 1.5.2 Análise de Restrição – PRA hsp65 ..................................................... 22 1.5.3 Sequenciamento .................................................................................. 22 1.6 Triatomíneos ............................................................................................... 23 1.6.1 Características gerais ......................................................................... 23 1.6.2 Ecótopos dos triatomíneos................................................................. 24 1.6.3 Espécies de Triatomíneos existentes no Ceará ................................ 24 1.7 Transmissão de micobactérias por triatomíneos .................................... 27 2 JUSTIFICATIVA ................................................................................................ 29 3 OBJETIVOS ....................................................................................................... 30 3.1 Objetivo geral ................................................................................................. 30 3.2 Objetivos específicos .................................................................................... 30 4 MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................. 31 4.1 Delineamento do estudo ............................................................................... 31 4.2 Caracterização geográfica da origem das amostras .................................. 31 4.3 Coleta dos triatomíneos ................................................................................ 32 4.4 Procedimentos laboratoriais ........................................................................ 35 4.5 Processamento das amostras ...................................................................... 36 4.6.1 Extração do DNA genômico ....................................................................... 36 4.6.2 Amplificação da região hsp65 do DNA de Mycobacterium sp. ............... 37 4.6.3 Identificação molecular por PRA-hsp65 (PCR-Restriction Analysis) das micobactérias ............................................................................................ 38 4.7- Identificação por sequenciamento capilar (método de Sanger) ............... 39 4.8 Análise filogenética das sequências............................................................ 40 4.9 Análise espacial ............................................................................................. 41 4.9.1 Função de Kernel .................................................................................... 41 4.9.2 Índice de Moran Global ........................................................................... 42 4.9.3 Método Inverso da Distância Ponderada (IDW) .................................... 42 5 RESULTADOS .................................................................................................. 43 5.1 Fluxograma com resultados obtidos para a identificação de micobactérias em triatomíneos .......................................................................... 43 5.2 Detecção e Identificação molecular por PRA-hsp65 .................................. 44 5.2.1 Detecção da região hsp65 do DNA de Mycobacterium sp .................. 44 5.2.2 Identificação de micobactérias por PRA-hsp65 ................................... 44 5.3 Caracterização dos triatomíneos ................................................................. 47 5.4 Sequenciamento genético ............................................................................ 49 5.5 Análise filogenética ....................................................................................... 53 5.6 Análise espacial ............................................................................................. 56 6 DISCUSSÃO ...................................................................................................... 64 7 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 72 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 73 APÊNDICE A – ARTIGO SUBMETIDO AO TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY OF TROPICAL MEDICINE & HYGIENE .................................................. 86 13 1 INTRODUÇÃO 1.1 Características gerais das micobactérias As micobactérias são microrganismos que pertencem à família Mycobacteriaceae, domínio Archaea, filo Actinobacteria, classe Actinobacteria, ordem Actinomycetales e subordem Corynebacteriaceae (BRITO, 2008). Essas bactérias são gram-positivas, possuem formato bacilar, com tamanhos que variam de 0,2 a 0,6 µm de largura e 1 a 10 µm de comprimento. Apresentam formato ligeiramente curvos ou retos, são aeróbios ou microaerófilos, não formam esporos, são imóveis e apresentam tempo de geração lento. Este tempo de geração pode variar para cada espécie, sendo as espécies divididas em micobactérias de crescimento lento, que apresentam tempo de formação de colônias após 7 dias de incubação, e de crescimento rápido, com formação de colônias em menos de sete dias (LEÃO, 2004; WILDNER, 2011). As espécies pertencentes a este gênero devem apresentar alguns requisitos, como: elevado teor de ligações de citosina-guanina, variando em cerca de 65 a 75% do seu material genético e alta quantidade de conteúdo lipídico que confere a capacidade de resistir a descoloração com solução álcool-ácida, sendo assim denominados de bacilos álcool-ácido resistentes (BAAR; LEVY-FRÉBAUT & PORTAELS, 1992; ROSEMBERG, 2001; LEÃO, 2004) A parede celular das micobactérias apresenta um alto teor de lipídeos em sua composição, onde cerca de 60% é compostapor ácidos micólicos, que se ligam covalentemente aos arabinogalactanos, onde estes se ligam por pontes fosfodiéster com os peptideoglicanos (FIGURA 1; BRENNAN, 2003; WILDNER, 2011). 14 Figura 1 – Estrutura da parede celular das micobactérias Fonte: Instituto de Patologia tropical e Saúde Pública – Universidade Federal de Goiás (2008). A união dos componentes da parede, forma uma cobertura que proporciona a micobactéria uma barreira impermeável, que confere a estes microrganismos resistência à agentes físicos e hidrofobicidade, com consequente resistência à desidratação e calor. Além disso, essa bactéria resiste às alterações químicas, como mudanças no pH e ações de produtos químicos como cloro e desinfetantes. Essa proteção ainda confere resistência a antibióticos, pois muitos são incapazes de penetrar nessa complexa parede celular com característica hidrofóbica (RASTOGI,1991; BRITO, 2008; SOUTO, 2011). 1.2 Classificação das micobactérias É conhecido que diversas espécies da família Mycobactereaceae são patógenos humanos, como o Mycobacterium tuberculosis, causador da tuberculose (TB) e o Mycobacterium leprae, agente etiológico da hanseníase (GUPTA et al., 2018). As espécies pertencentes ao gênero podem ser divididas em dois grupos: espécies pertencentes ao Complexo Mycobacterium tuberculosis (CMTB) e outras bactérias denominadas de Micobactérias Não Tuberculosas (MNT). Os membros CMTB incluem espécies causadoras de doenças no homem, como o M. tuberculosis, M. canettii, e M. africanum, assim como outros membros causadores de doenças em várias espécies de animais [M. bovis (KARLSON; LESSEL, 1970), M. microti (WELLS, 15 1937), M. pinnipedii (COUSINS et al., 1993), Dassie bacillus (COUSINS et al., 1994), M. mungi (ALEXANDER et al., 2010), M. caprae (ARANAZ et al., 1999), M. orygis (VAN INGEN et al., 2012) e M. suricattae (PARSONS et al., 2013)]. Em 2018, Gupta e colaboradores realizaram um estudo genômico e filogenético, onde procuraram entender as relações dentro do gênero, comparando as sequências de 150 espécies de micobactérias. Os autores sugeriram uma reclassificação no gênero Mycobacterium e de outros quatro gêneros novos (Mycolicibacterium gen. nov., Mycolicibacter gen. nov., Mycolicibacillus gen. nov. e Mycobacteroides gen. nov.), que compreendem cinco clados, denominados: clado Abscessus-Chelonae; clado Fortuitum-Vaccae, que possui 88 espécies, incluindo M. fortuitum e M. vaccae, dentro do gênero Mycolicibacterium; clado Tuberculosis-Simiae contendo 86 espécies, dentre elas M. tuberculosis e M. avium pertencendo ao gênero Mycobacterium; clado Terrae, com 12 espécies incluídas no gênero Mycolicibacter e o clado Triviale que possui três espécies no gênero Mycocilibacillus (FIGURA 2; GUPTA et al., 2018). 16 Figura 2 – Diagrama com o resumo das relações entres os grupos de micobactérias. Fonte: GUPTA et al., (2018) 17 As micobactérias também podem ser classificadas de acordo com a sua patogenicidade nos seres humanos, sendo divididas em três grupos: patogênicas, aquelas que causam doença obrigatoriamente, potencialmente patogênicas, que podem causar doenças e raramente patogênicas (FIGURA 3; BRASIL, 2008). Figura 3 – Organização de espécies de micobactérias de acordo com a sua patogenicidade aos humanos. Fonte: Secretaria de Vigilância em Saúde (2008). 1.3 Patogenia e transmissão das micobacterioses 1.3.1 Complexo Mycobacterium tuberculosis (CMTB) O CMTB possui diversas espécies potencialmente patogênicas ao homem. Dentro deste complexo, se destacam o M. bovis, microrganismo causador da TB bovina que também pode infectar humanos; o M. tuberculosis agente responsável pela TB em humanos; e M. africanum, agente da TB humana encontrada geralmente em indivíduos no continente africano (FIGUEIREDO et al., 2008; WILDNER et al., 2011). 18 A TB é uma das doenças infectocontagiosas que mais causa óbito em todo mundo. A Organização Mundial de Saúde (OMS) declara que a incidência desta doença diminuiu em todo o mundo, entretanto, estima-se que em 2018, aproximadamente 10 milhões de pessoas foram infectadas pela TB (WHO, 2019). Alguns fatores podem favorecer o desenvolvimento da doença: pacientes imunocomprometidos, acometidos pelo vírus da imunodeficiência humana (HIV), vivendo em condições sociais precárias e aqueles com comorbidades, que apresentam maior vulnerabilidade para desenvolver a doença clínica (NARASIMHAN et al., 2013). Na maioria dos casos a doença acomete os pulmões, causando tosse, cansaço e dor torácica. Entretanto, a doença pode acometer outros órgãos do corpo, sendo denominada de TB extrapulmonar, podendo atingir rins, meninges, ossos ou qualquer outro sítio anatômico (PEREIRA, 2012; SCRIBA; COUSSENS; FLETCHER, 2017). 1.3.2 Micobactérias não-tuberculosas (MNT) As MNT podem causar diversas doenças em seres humanos, onde geralmente o pulmão é o órgão mais acometido. Geralmente infecções pelas MNT comprometem pacientes pertencentes a um grupo de risco que possuem imunodeficiências, como infecção por HIV, sob efeito de quimioterapia e transplantados, ou ainda como agentes oportunistas em cirurgias (SEO et al., 2019). As espécies associadas à doença pulmonar variam de acordo com a região onde o indivíduo está inserido. No Brasil, por exemplo, M. avium e M. abscessus são espécies que estão associadas às infecções pulmonares (WILDNER et al., 2011). Os sintomas podem ser bastante semelhantes aos da TB, como: tosse crônica, fadiga e febre, fazendo com que seu diagnóstico seja dificultado devido à similaridade com a TB (ANTUNES et al., 2012; ZELLER; CAMPAINHA; DUARTE, 2013). As micobacterioses também podem ocorrer na forma extrapulmonar, podendo causar meningite, lesões geniturinárias, nódulos e lesões disseminadas. Em casos onde a infecção ocorre por inoculação, geralmente existe a formação de nódulos na região, podendo evoluir para um processo inflamatório crônico, formando abscessos (GUTIERREZ et al., 2001; WILDNER et al., 2011). 19 Diversos estudos comprovam que o ambiente é a fonte das doenças causadas por MNT em seres humanos, onde estas são encontradas na natureza principalmente em reservatórios de água, solos, pedras, aerossóis, protozoários e animais (MARTIN-CASABONA et al., 2004; HOLANDA et al., 2017). A infecção pode acontecer por ingestão de alimentos ou líquidos contaminados, inalação e inoculação cutânea direta, no entanto a transmissão entre indivíduos ainda não é confirmada (GÓMEZ, 2009). Por não serem transmissíveis de forma direta, a notificação ao serviço de saúde não é obrigatória, o que leva a falta de registros oficiais, impossibilitando estimar os casos de infecção, mesmo que algumas espécies tenham alta patogenicidade (WEISS; GLASSROTH, 2013; CARNEIRO et al., 2018). 1.4 Aspectos epidemiológicos 1.4.1 Epidemiologia da Tuberculose (TB) A TB possui distribuição mundial, onde em 2019 foi estimada a incidência de 10 milhões de casos novos no mundo, destes 7 milhões de casos foram notificados (FIGURA 4). Foi estimado que nesse mesmo ano morreram por TB aproximadamente 1,2 milhão de pessoas HIV negativas e mais de 208 mil HIV-positivos (WHO, 2020). Figura 4 - Estimativa do número de casos novos de tuberculose referente ao ano de 2019. Fonte: WHO (2020). 20 No ano de 2019, foram diagnosticados 73.864 casos novos de TB no Brasil, equivalente à 35 casos/100 mil habitantes (FIGURA 5). Devido a heterogeneidade do país, alguns estados ser tornam mais evidentes com maiores coeficientes de incidência ficando acima de 51 casos/100 mil habitantes, como nos estados do Amazonas, Pará e Rio de Janeiro (BRASIL, 2020). No Brasil, no ano de 2018, foram registrados 4.490 óbitos em decorrência da TB, equivalenteà um coeficiente de 2,2 óbitos/100 mil habitantes. No mesmo ano, nove estados registraram um coeficiente de morte próximo ou superior do que é registrado no país, dentre elas estão: Rio de Janeiro, Pernambuco e Ceará (BRASIL, 2020). Figura 5 – Incidência de tuberculose por faixa etária no Brasil 2010 – 2019. Fonte: SINAN/SVS- MS, 2020. Conforme a Secretaria de Saúde do Estado do Ceará (SESA-CE), no período de 2008 a 2018, foram notificados 39.353 novos casos de TB. A incidência no ano de 2018 foi de 42/100 mil habitantes (FIGURA 6). Em 2018, foram notificados 3.814 casos de TB no estado, onde a maior incidência foi no município de Sobral com 76,5/100 mil habitantes, seguido por Fortaleza com 65,5/100 mil habitantes (CEARÁ, 2020). 21 Figura 6 – Casos novos e incidência de TB por ano de diagnóstico no Ceará, período de 2008 a 2018. Fonte: SESA/COVIG/NUVEP – Sinan (2019). 1.4.2 Epidemiologia das micobacterioses Em países como Estados Unidos e Canadá, as micobacterioses são consideradas emergentes e assim, apresentam um padrão epidemiológico de crescimento inversamente proporcional ao da TB (DALCOMO, 2014; LIN, 2018). Diversos estudos mostraram o aumento significativo na detecção de MNT no Brasil. Em 2009, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) determinou a notificação compulsória das infecções causadas por micobactérias de crescimento rápido (MCR; BRASIL, 2009). Os números de notificações de infecções causadas por MCR são elevadas, no entanto as micobactérias de crescimento lento são as mais comumente isoladas, onde ambas causam infecção pulmonar (CARNEIRO, 2017). 1.5 Biologia molecular para a identificação de micobactérias A identificação de micobactérias usando técnicas como cultura e ensaios bioquímicos não é muito sensível e rápida. A utilização de métodos moleculares apresenta uma melhor abordagem para a identificação ao nível de espécie, sendo a identificação feita diretamente a partir de amostras clínicas, ambientais ou de cultivo em meios de cultura. As técnicas como a Reação em Cadeia da Polimerase (PCR- 22 Polymerase Chain Reaction), PCR seguido de digestão com enzimas de restrição e sequenciamento de DNA, possuem uma maior precisão e auxiliam na identificação de novas espécies (WILLIANMS et al., 2007; SAIFI et al., 2013). 1.5.1 Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) Na realização da PCR para a identificação de micobactérias, a região amplificada pode ser usada para identificar todas as bactérias pertencentes ao gênero ou pode ser específica para o complexo de CMTB. Um dos alvos moleculares usados para diferenciar as espécies do CMTB das MNT é o gene que codifica o elemento de inserção IS6110 (TORTOLI, 2003; SCHERER et al., 2011). Outro gene que vem sendo bastante estudado é o hsp65, pois está presente em todas as espécies do gênero Mycobacterium codificando a proteína de choque térmico de 65kDa. Esta região é bastante utilizada para a diferenciação de espécies de MNT em técnicas moleculares (SAIFI et al., 2013). 1.5.2 Análise de Restrição – PRA hsp65 O PRA-hsp65 (“PCR-restriction enzyme analysis”) consiste na amplificação por PCR de parte do gene hsp65, gerando um produto de 441 pb que possui epítopos específicos as espécies de micobactérias. Após à amplificação, é realizada a digestão com as enzimas de restrição BstEII e HaeIII. Os produtos da digestão são visualizados por eletroforese em gel de agarose e as espécies de micobactérias são identificadas pelo padrão de restrição, no qual é usado algoritmo de identificação (TELENTI et al., 1993; CHIMARA et al., 2008). 1.5.3 Sequenciamento A identificação de micobactérias por sequenciamento se baseia na análise da sequência de nucleotídeos de um gene comum ao gênero Mycobacterium e a comparação com as sequências disponíveis em bancos de dados. Para as técnicas de sequenciamento, os genes específicos mais utilizados em micobactérias são o rpoB e hsp65, sendo considerada a técnica padrão ouro para a identificação de micobactérias (WILLIAMS et al., 2007). O gene rpoB, responsável pela codificação da subunidade beta da RNA polimerase, é o alvo mais utilizado por 23 ser bastante conservado, provendo uma identificação mais aperfeiçoada de espécies após o sequenciamento (CHEMLAL; PORTAELS, 2003; TORTOLI, 2014). A análise das sequências é realizada por comparação da sequência desconhecida com sequências depositadas em bancos de dados. O GenBank (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi) é um banco de dados público mais utilizado. Para isso, é necessário a seleção de sequências confiáveis para a construção de banco de dados de hsp65 e rpoB para a identificação das micobactérias. 1.6 Triatomíneos 1.6.1 Características gerais Os triatomíneos são insetos da subfamília Triatominae (Ordem Hemiptera; Família Reduviidae). Esses hemípteros são hematófagos que medem aproximadamente 2 a 3 cm. Possuem asas e abdômen achatados e têm cabeça alongada com a presença de um aparelho bucal tipo picador-sugador (REY, 2008). Esses insetos são conhecidos popularmente como barbeiros, bicudos ou “chupões”, pois picam as suas vítimas para se alimentarem enquanto estes dormem (FIGURA 7). Ao realizar o repasto sanguíneo, o inseto inocula junto uma substância anestésica e anticoagulante o que evita que a pessoa consiga perceber a picada. A hematofagia é realizada por todos os estágios do ciclo evolutivo e na fase adulta (machos e fêmeas). Na fêmea, o sangue é essencial para a maturação dos ovários e oviposição (VASCONCELOS, 2013). Figura 7 - Inseto triatomíneo na fase adulta Fonte: Vigilância Entomológica da Doença de Chagas (2015). 24 1.6.2 Ecótopos dos triatomíneos Os triatomíneos apresentam diversos ecótopos podendo ser classificados como estáveis ou instáveis. Os ambientes estáveis apresentam fontes alimentares permanentes que favorecem a sua estabilização, como plantas habitadas por aves, roedores e morcegos. Já os ambientes instáveis, como cascas de árvores secas, apresentam escassez de alimento e variações de temperatura (VASCONCELOS, 2013). Com a invasão dos homens em ecótopos silvestres, os insetos que eram restritos ao ambiente silvestre se adaptaram às habitações humanas, estabelecendo três ciclos de transmissão de doenças: silvestre, peridomiciliar e doméstico. As transmissões de doenças podem aumentar com a entrada desses insetos nos domicílios, principalmente onde existem fontes alimentares, que favorecem o surgimento de colônias (COURA; VINAS, 2010). 1.6.3 Espécies de Triatomíneos existentes no Ceará A espécie Triatoma brasiliensis é uma das mais importantes encontradas no nordeste brasileiro (FIGURA 8). Por ser natural da região, ela pode ser encontrada em ambientes silvestres (rochas e cavernas), peridomicílio (galinheiros e muros de residências) e nos domicílios. Mesmo com a aplicação de inseticidas, estudos mostram que após até quatro meses, insetos selvagens voltam a entrar e formar colônias nas residências (DIOTAIUTI, 2000). Figura 8 - Triatomíneo da espécie Triatoma brasiliensis Fonte: Fiocruz (2019). 25 O Triatoma pseudomaculata é outra espécie bastante encontrada no semiárido do Brasil (FIGURA 9). Essa espécie de caracteriza por sua adaptação a altas temperaturas, podendo viver escondida em residências nas partes que recebem mais sol, como o telhado (ARGOLO et al., 2008). Figura 9 - Triatomíneo da espécie Triatoma pseudomaculata Fonte: Laboratório Nacional e Internacional de Referência em Taxonomia de Triatomíneos (2014). Os triatomíneos da espécie Panstrogylus spp. tem sido cada vez mais encontrados no estado do Ceará (FIGURA 10). Panstrongylus lutzi é detectado abundantemente em municípios como Crateús e Sobral e possuem uma grande capacidade de entrarem domicílios, principalmente pela sua grande habilidade de invasões através do voo. Além disso, podem formar pequenas colônias no peridomicílio. A espécie P. megistus é encontrada principalmente no ambiente peridomiciliar, onde as aves domésticas servem como fonte alimentar (ARGOLO et al., 2008; VASCONCELOS, 2013). 26 Figura 10 - Triatomíneos da espécie Panstrogylus lutzi Fonte: Fonte: Laboratório Nacional e Internacional de Referência em Taxonomia de Triatomíneos (2014). A espécie Rhodnius nasutus é a quarta espécie mais encontrada no Ceará. Na região da Serra da Meruoca, próximo à Sobral, apresenta uma grande infestação de insetos dessa espécie principalmente em babaçus e carnaúbas (FIGURA 11). Estudos relatam que essa espécie é relatada habitando a região do peri e intra domicílio (CAVALCANTE, 2005; DIAS, 2007). 27 Figura 11 - Triatomíneo da espécie Rhodnius nasutus Fonte: Laboratório Nacional e Internacional de Referência em Taxonomia de Triatomíneos (2014). 1.7 Transmissão de micobactérias por triatomíneos Microrganismos que vivem no intestino de insetos possuem um papel importante, pois podem afetar a propriedade de adquirir patógenos de um hospedeiro infectado. O patógeno pode ser transportado do inseto para o humano por diversas vias: pela saliva contaminada que entra no vaso sanguíneo, pelo contato com as fezes depositadas na pele após o repasto e pela ingestão de alimentos contaminados pela saliva e/ou fezes de triatomíneos (FIGURA 12; DIAZ et al., 2016; VIEIRA et al., 2018). A presença de micobactérias, inclusive de espécies patogênicas, é relatada em insetos. Um estudo de Fischer et al. (2001) mostrou o papel de moscas na transmissão de micobactérias como Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis e Mycobacterium phlei entre rebanhos suínos. Em carrapatos, micobactérias são encontradas abundantemente, pode variar a diversidade de acordo com a variação geográfica e com a alimentação desses insetos (THAPA; ZHANG; ALLEN, 2019). . 28 Os triatomíneos não apresentam células especializadas para abrigar células bacterianas. A microbiota deste inseto vive de forma extracelular no lúmen do intestino, onde podem interagir com o protozoário Trypanosoma cruzi e competir por nutrientes (RODRÍGUEZ-RUANO et al., 2018). Figura 12 – Vias de infecção dos patógenos transmitidos por triatomíneos. Fonte: Vieira et al., (2018). Estudos tem demonstrado a presença de micobactérias no microbioma de espécies de triatomíneos (GUMIEL et al., 2015; RODRÍGUEZ-RUANO et al., 2018). O bacilo da hanseníase (M. leprae) foi demonstrado ser capaz de se multiplicar e ser excretado nas fezes, em sua forma viável, de insetos triatomíneos do gênero Rhodnius (NEUMANN et al., 2016). É importante ressaltar que os tatus são parasitados por barbeiros, onde o primeiro é reconhecido como um reservatório de M. leprae e o segundo por ser o agente etiológico da doença de Chagas (PAIGE; SCHOLL; TRUMAN, 2002). 29 2 JUSTIFICATIVA O município de Sobral apresenta alta incidência das doenças TB e hanseníase. Em 2019 apresentou o segundo maior coeficiente de incidência de TB, sendo de 76,5 casos/100 mil habitantes e em 2018 um coeficiente de detecção > 40 casos por 100 mil habitantes, parâmetro de hiperendemicidade (CEARÁ, 2019b; CEARÁ 2020b). Pesquisas em Sobral revelaram que apesar da TB ser uma doença tratável, ainda é alta a sua incidência na região, sendo necessário a busca por novas ferramentas de diagnóstico e formas de transmissão que ajudem no controle da doença (SOUZA; CUSTÓDIO; MELO, 2019). Uma pesquisa realizada em Sobral, identificou a elevada soroprevalência de anticorpos anti-PGL-1 (específico para M. leprae) em indivíduos não contactantes de casos de hanseníase (FROTA et al., 2010). Ainda em Sobral, também foram identificados tatus contendo o bacilo (FROTA et al., 2012) e mais recentemente, o bacilo foi detectado em sua forma viável em águas ambientais, tendo sido achado com maior frequência em localidades próximas das residências de casos de hanseníase (ARRAES et al., 2017). No município de Sobral, funciona um programa de controle do vetor da doença de Chagas, pois existe um grande número de triatomíneos em ambientes domiciliares, circulando nas residências. O Centro de Controle de Zoonoses de Sobral criou os PITs (Postos de Informação de Triatomíneos) que recebe dos Agentes de Saúde, de forma sistemática, os triatomíneos encontrados e coletados pela população. O estudo de Parente e colaboradores (PARENTE et al., 2017) demonstrou a presença de insetos vetores de T. cruzi em todo o perímetro urbano do município de Sobral. Esses insetos apresentam uma microbiota bastante diversificada, apresentando bactérias patogênicas, inclusive espécies pertencentes ao gênero Mycobacterium (TEOTÔNIO et al., 2019). Assim, é importante analisar outras formas de transmissão das micobactérias além das formas já descritas na literatura, para que pudessem explicar a grande endemicidade destas doenças nesta cidade. 30 3 OBJETIVOS 3.1 Objetivo geral Analisar os aspectos ecoepidemiológicos de micobactérias identificadas em triatomíneos encontrados em residências da área urbana do município de Sobral, Ceará. 3.2 Objetivos específicos - Identificar as espécies do gênero Mycobacterium nos triatomíneos coletados; - Caracterizar as espécies de triatomíneos coletados com identificação positiva para as espécies do gênero Mycobacterium. - Analisar filogeneticamente as sequências amplificadas com os genes rpoB e hsp65; - Analisar aspectos ecoepidemiológicos e espacial da distribuição dos triatomíneos encontrados, das espécies bacterianas identificadas, relacionando com casos de tuberculose em Sobral. 31 4 MATERIAL E MÉTODOS 4.1 Delineamento do estudo Trata-se de um estudo transversal. Foi realizado no período de 18 meses. As coletas foram realizadas no período de janeiro de 2019 a abril de 2020. 4.2 Caracterização geográfica da origem das amostras As amostras de triatomíneos foram coletadas no município de Sobral, situado na região Noroeste do estado do Ceará. Sobral possui 2.122,9 km² de extensão, situa-se geograficamente 3º 41’ 10” S e 40º 20’ 59” WGr e está distante 235 quilômetros de Fortaleza. O município é composto pelos distritos de Aprazível, Aracatiaçu, Baracho, Bilheira, Bonfim, Caioca, Sede, Jaibaras, Jordão, Patos, Patriarca, Pedra de Fogo, Rafael Arruda, Salgado dos Machados, São José do Torto, Taperuaba e Caracará (FIGURA 13, IPECE, 2017). Figura 13 – Mapa municipal de Sobral mostrando sua divisão distrital, estado do Ceará. Fonte: Própria autora (2021). 32 O município de Sobral possui diversas serras, como: a Serra da Meruoca, que pertence parcialmente ao município; Serra do Rosário, localizada no Distrito de Jordão; Serra Verde e Serra das Andorinhas, situada no distrito de Taperuaba (FIGURA 14; ANDRADE et al., 2000). Os distritos selecionados para a coleta foram escolhidos de acordo com a demanda encontrada pelos agentes de zoonoses, que informaram a grande quantidade de insetos nas residências e no peridomicílio. Figura 14 – Residências próximas à Serra da Meruoca no Município de Sobral, Ceará. Fonte: Própria autora (2021). 4.3 Coleta dos triatomíneos Uma parte dos triatomíneos foram capturados pela própria população de Sobral e enviados à um dos 24 PITs instalados nos postos de saúde do município. A outra parte dos insetos foi capturada pelos agentes de zoonoses durante suas visitas periódicas nas residências dos distritos de Sobral (FIGURA 15). As Figuras 16 e 17 mostram algumas residências ondeforam encontrados triatomíneos. 33 Posteriormente à captura, os insetos vivos foram armazenados individualmente em frascos estéreis e em seguida encaminhados ao Centro de Controle de Zoonoses de Sobral. Antes da dissecção, os insetos foram lavados com solução de 0,5% de hipoclorito de sódio e enxaguados 3 com água destilada estéril. Em seguida, os insetos foram caracterizados taxonomicamente por um entomologista por técnica de dissecção com auxílio de microscópio estereoscópio, aumento de 12 (LENT; WYGODZINSKY, 1979). Após a identificação, os insetos foram mantidos a temperatura de -20ºC até a transferência ao laboratório em Fortaleza. Os triatomíneos foram mantidos congelados durante o transporte até o Laboratório de Micobactérias do Departamento de Patologia e Medicina Legal (DPML) da Universidade Federal do Ceará (UFC). No Laboratório de Micobactérias, os insetos foram separados de acordo com a localização da residência em que foram encontrados, sexo e estágio de desenvolvimento e devidamente identificados e continuaram sendo mantidos a -20ºC. Figura 15 – Agente de zoonoses realizando visita à residência no município de Sobral, Ceará. Fonte: Própria autora (2021) 34 Figura 16 – Área do peridomicílio para criação de aves domésticas no município de Sobral, Ceará. Fonte: Própria autora (2021). Figura 17 – Área intradomiciliar favorável para a captura de triatomíneos no município de Sobral, Ceará. Fonte: Própria autora (2021). 35 4.4 Procedimentos laboratoriais A Figura 18 apresenta um fluxograma ilustrando a sequência das análises laboratoriais dos triatomíneos analisados. Figura 18 - Fluxograma com representação da sequência da metodologia utilizada para a detecção de micobactérias em triatomíneos Fonte: Própria autora (2021). 36 4.5 Processamento das amostras Os insetos foram colocados separadamente em placas de Petri estéreis e com o auxílio de bisturi descartável, foi coletada uma amostra do intestino de cada inseto (do pró-ventrículo até o reto). Posteriormente a amostra foi fracionada em dois microtubos estéreis previamente identificados de 2 mililitros (mL), onde um foi encaminhado para o cultivo e o outro foi destinado à extração de DNA. 4.6 Identificação e caracterização molecular dos isolados 4.6.1 Extração do DNA genômico A extração de DNA seguiu o protocolo de purificação de DNA utilizando a técnica de Fenol/Clorofórmio, baseada em publicação anterior (VAN HELDEN et al., 2001) Inicialmente foram adicionados 200 μl de tampão TE (Tris-EDTA) nos insetos previamente segmentados. Em seguida, foi adicionado 150 μl de proteinase K 10 mg/mL (preparada em tampão TE-Tris EDTA pH 8,0) e 30 μl de SDS 20% e em seguida foi homogeneizado por ressuspenção da amostra por técnica de pipetagem e incubado a 45ºC por overnight (16-18h) em banho seco. Após esta etapa, foi adicionado 400 μl de solução de lisozima 50mg/mL (concentração final de 2mg/mL dissolvida em tampão TE) e novamente foi ressuspendido com a ponteira e incubada a 37ºC por duas horas em banho seco. Posteriormente, foi adicionado ao extrato de DNA o mesmo volume da mistura fenol:clorofórmio:álcool isoamílico (25:24:1) e misturado gentilmente ~5 vezes por inversão e centrifugado à 6.000 rpm (temperatura ambiente) por 10 minutos. A fase superior aquosa foi coletada e transferida para outro microtubo. Foi adicionado o mesmo volume de clorofórmio, sendo homogeneizado por inversão e seguida centrifugado a 6.000 rpm por 10 minutos (temperatura ambiente), onde novamente foi coletada a fase superior aquosa. Foi adicionado 1/50 volumes de cloreto de sódio 5M e 2 volumes de etanol absoluto ao extrato de DNA. A solução foi homogeneizada por lenta e gentil inversão até a formação de uma “nuvem” de DNA. Case não houvesse a visualização, as amostras eram incubadas a -20ºC por até 30 minutos. Em seguida, o material foi centrifugado a 13.000 rpm por 10 min a 4ºC e o sobrenadante foi desprezado por inversão do tubo, restando apenas o sedimento contendo o DNA. O sedimento foi 37 lavado com 1 mL de etanol 70% e centrifugado a 13.000 rpm por 10 minutos. O sobrenadante foi desprezado novamente por inversão do tubo. O tubo foi deixado aberto em posição invertida, sobre uma gaze limpa em temperatura ambiente por até 30 minutos, para que todo o resíduo de etanol pudesse evaporar. Por fim, foi adicionado ao sedimento de DNA 75 μL de tampão TE e incubado a 65ºC no banho seco até a dissolução completa do material. Após esta etapa, a amostra foi centrifugada à 13.000 rpm por 1 minuto e estocada a -20ºC. A concentração de DNA obtida nas amostras foi medida em um nanoespectofotômetro (Nanodrop 1000, Thermo Scientific) na absorbância de 260 nm. 4.6.2 Amplificação da região hsp65 do DNA de Mycobacterium sp. O DNA extraído foi amplificado usando iniciadores da região genômica de 441 pb que codifica a proteína do choque térmico de 65 kDa, comum a todas as micobactérias (SCHINNICK, 1987; FIGURA 19). Como controles, foram utilizados DNA de M. tuberculosis H37Rv no positivo e para o negativo o DNA foi substituído por água ultrapura. Ambos os controles foram realizados em todas as reações. Figura 19- Produto de amplificação a partir da região genômica do Mycobacterium tuberculosis H37Rv, gene Rv0440 (groEL2) codificante da proteína Hsp65 (chaperone de 60kDa). Fonte: Schinnick (1987). Em amarelo: iniciadores Tb11 (5´-accaacgatggtgtgtccat-3´) e Tb12 (5´- cttgtcgaaccgcataccct-3´), produto de 441pb. Setas indicam o sentido de amplificação, localização nucleotídica (nt) 144-585 na região codificante. A reação de amplificação foi composta de 12,5 μL de Go Taq G2 Green Master Mix; 0,5 μL de cada iniciador (50 pmol; TABELA 1); 2 μL do DNA extraído e 9,5 μL de água ultrapura, completando um volume final de 25 μL. 38 Tabela 1 - Iniciadores para amplificação da região hsp65 do DNA de Mycobacterium sp. Iniciadores Sequência (5’ – 3’) Produto (pb) Tb11 ACC AAC GAT GGT GTG TCC AT 441 pb Tb12 CTT GTC GAA CCG CAT ACC CT Fonte: Tellenti et al (1993). As condições de amplificação são apresentadas na Tabela 2. Todas as amplificações foram realizadas no termociclador BIOER GenePro (Bioer). Após o término da reação, as amostras foram mantidas a 4ºC no termociclador até serem submetidas à eletroforese. Para isso, 10 μL do produto amplificado foi aplicado em gel de agarose 1% (Invitrogen®) preparado com TBE x1 contendo brometo de etídio na concentração final de 0,5 μg/mL. Também foi adicionado o marcador de peso molecular de 100 pb (Promega) para a comparação do tamanho das bandas. A eletroforese foi realizada a 90V no equipamento Eletrophoresis Power Supply EPS 300 (GE Healthcare) e as bandas foram digitalizadas em Imagequant 300 (GE Healthcare). Tabela 2 – Condições para amplificação da região hsp65 do DNA de Mycobacterium sp. Temperatura Tempo Desnaturação inicial 95ºC 1 minuto Desnaturação 94ºC 1 minuto Anelamento 65ºC 1 minuto 45 ciclos Extensão 72ºC 1 minuto Extensão final 72ºC 7 minutos Final da reação 4ºC Fonte: Leão et al. (2004). 4.6.3 Identificação molecular por PRA-hsp65 (PCR-Restriction Analysis) das micobactérias A identificação das espécies de MNT pela técnica PRA-hsp65 seguiu o protocolo descrito em Brasil (2008). O produto de amplificação foi submetido a duas reações de endorrestrição com as enzimas BstEII e HaeIII. Para a reação com enzimas de endorrestrição foram feitas alíquotas de dois volumes de 5µl do produto de PCR de cada amostra, para cada uma das enzimas a serem utilizadas. Este volume foi transferido para tubos de 1,5 ml e a eles foram adicionados 1,5µl do tampão 39 específico para cada enzima (tampão O 10X para BstEII e tampão R 10X para HaeIII),1µl da enzima de digestão(BioLabs®) e 8,5µl de água ultrapura estéril, para um volume final de 15µl. As amostras a serem digeridas pela BstEII foram incubadas a 60°C, enquanto as amostras digeridas pela HaeIII foram incubadas a 37°C por 3 horas em banho seco (Thermo-Shaker, VHD®). Os produtos das digestões foram visualizados em gel MetaPhor™ (Invitrogen) 4,5%, preparado com tampão TAE 1 x contendo brometo de etídio na concentração final de 0,5 μg/mL. Para tanto, no primeiro poço foi colocado 6 μL de marcador de 50 pb, seguido das amostras digeridas com a enzima BstEII. Logo após estas, foi adicionado o marcador de 25 pb, para melhoria da especificação das bandas encontras. Por último, foram adicionadas as amostras digeridas com a enzima HaeIII. A eletroforese foi desenvolvida a 60 V no equipamento Eletrophoresis Power Supply EPS 300 (GE Healthcare) e as bandas foram digitalizadas em ImageQuant 300 (GE Healthcare). Os padrões obtidos na digestão com enzimas de endorrestrição foram depois comparados com o algoritmo empregado na identificação das micobactérias disponibilizado na página eletrônica PRASITE (http://app.chuv.ch/prasite/index.html). 4.7- Identificação por sequenciamento capilar (método de Sanger) O sequenciamento das amostras foi realizado na seção de Bacteriologia do Instituto Evandro Chagas (IEC), na cidade de Ananindeua, Pará. Todas as amostras identificadas como micobactérias foram submetidas ao sequenciamento parcial do gene hsp65 (TELENTI et al., 1993), as que não amplificaram foram sequenciadas com o gene rpoB (ADEKAMBI et al., 2003). Os iniciadores estão apresentados na Tabelas 1 e 3. As reações de amplificação para a região do gene rpoB foram realizadas utilizando 2,5 μL de glicerol, 1 μL de MgCl2, 1 μL de dNTP, 1 μL de cada iniciador, 5 μL de tampão da Taq 5x, 0,1 μL da enzima HotStart® Taq DNA polimerase (Qiagen, Germantown, MD, EUA) e 2 μL do produto da extração de DNA. 40 Tabela 3 – Condições para amplificação da região rpoB do DNA de Mycobacterium sp. Iniciadores Sequências 5’ – 3’ Produto (pb) Myco-F GGC AAG GTC ACC CCG AAG GG ~723 Myco-R AGC GGC TGC TGG GTG ATC ATC Fonte: Adékambi et al. (2003). A amplificação foi realizada no termociclador Veriti® (Ampplied Biosystens) onde a desnaturação inicial de 2 minutos a 94ºC, 35 ciclos de desnaturação a 95ºC por 30 segundos, anelamento a 55ºC por 30 segundos e extensão a 72ºC por 30 segundos e extensão final a 72ºC por 5 minutos. Para a reação de amplificação do alvo hsp65 foi utilizado 2,5 μL de glicerol, 1 μL de MgCl2, 1 μL de dNTP, 1 μL de cada iniciador, 5 μL de tampão da Taq 5x, 0,1 μL da enzima HotStart® Taq DNA polimerase (Qiagen, Germantown, MD, EUA) e 2 μL do produto da extração de DNA. A amplificação foi realizada no termociclador Veriti® (Ampplied Biosystens) onde a desnaturação inicial de 2 minutos a 95ºC, 35 ciclos de desnaturação a 95ºC por 30 segundos, anelamento a 55ºC por 90 segundos e extensão a 72ºC por 90 segundos e extensão final a 72ºC por 10 minutos. Após o término das reações, as amostras foram mantidas a 4ºC no termociclador e foram submetidas à eletroforese em gel de agarose 1% (Invitrogen, Brasil) corado com SYBR Safe 10.000x (Invitrogen, Brasil). Foi utilizado o marcador de peso molecular de 1 kb Plus DNA Ladder (Invitrogen, Brasil). As bandas foram digitalizadas em um transiluminador UV (UVP Biodoc). Após a eletroforese, os produtos de PCR foram purificados utilizando o kit EasyPure® PCR Purification Kit (Sinapse bioteconologia). O DNA foi sequenciado utilizando os mesmos iniciadores e o kit de sequenciamento BigDye® Terminator v3.1 Cycle Sequencing (Applied Biosystems®). A análise das sequências foi realizada no equipamento ABI 3130 Genetic Analyzer (Applied Biosystems®). 4.8 Análise filogenética das sequências As sequências dos isolados foram em seguida analisadas com os softwares BioEdit versão 7.2.5 e MEGA versão 10.1.7. As sequências foram inicialmente alinhadas com o banco de dados do GenBank (National Center for Biotechnology 41 Information, NCBI, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/), usando a ferramenta de busca Basic Local Alignment Search Tool (BLAST). Em seguida, foi realizado o alinhamento múltiplo das sequências com o programa Clustal W Multiple Alignment fazendo comparação por pares. A sequência do gene rpoB do M. tuberculosis H37Rv foi empregada como referência para a análise filogenética. A árvore filogenética foi obtida com as sequências de DNA usando o método “neighbor-joining” com o parâmetro Jukes-Cantor no programa MEGA-X versão 10.1.7 (Molecular Evolutionary Genetic Analysis, https://www.megasoftware.net/). A análise de inicialização (“bootstrap analysis”) com 100 repetições foi realizada para avaliar a topologia da árvore, os valores de inicialização acima de 75% foram considerados significantes. 4.9 Análise espacial Os endereços residenciais no momento do diagnóstico dos casos de TB do período de 2018 e 2019 e os endereços dos locais onde foram encontrados os triatomíneos, foram georreferenciados com a utilização do Google Earth. Já os dados de notificações de TB dos anos de 2018 e 2019 foram retirados do banco de sados do Sistema de informação de agravos de notificação (SINAN). Os dados georreferenciados foram inseridos na base cartográfica digitalizada do município, obtida no site do IBGE, utilizando o Datum oficial do Brasil, SIRGAS 2000 (Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas), e sistema de coordenadas UTM zona 24S. Para a construção dos mapas, os dados das coordenadas de cada uma das variáveis foram transferidos para o Excel 2019 e em seguida transferidos o programa de código aberto Quantum GIS (QGIS) v. 2.18. 4.9.1 Função de Kernel O método de alisamento por função Kernel gaussiano é uma técnica não paramétrica que promove o alisamento, ou suavização estatística, o que permite filtrar a variabilidade de um conjunto de dados, retendo as características essenciais locais dos eventos. Estimativa de densidade do Kernel (KDE) é uma técnica que compara o número observado de eventos ocorrendo dentro de uma determinada distância de um evento com o número esperado destes eventos. A KDE foi utilizada para identificar a localização dos clusters para ocorrências de casos de TB e dos triatomíneos 42 encontrados. Para o KDE, foram usados os seguintes parâmetros: função quadrática, cálculo de densidade e raio adaptativo em ambos os temas. 4.9.2 Índice de Moran Global Os dados também foram avaliados pela medida estatística de autocorrelação espacial (Índice de Moran Global), sendo utilizada para avaliar se os casos de TB e os triatomíneos encontrados estavam dispersos, agrupados ou distribuídos de forma aleatória na área do estudo. O índice é uma estatística espacial que avalia a autocorrelação espacial avaliando todo o conjunto de dados e produzindo um único valor de saída que varia de -1 a +1, onde o valor positivo indica um padrão agrupado, enquanto o negativo indica um padrão disperso. Se o resultado apresentar valor de “I” igual zero, é considerado que o padrão é aleatório. Para comparar os valores do atributo em uma área com a média dos seus vizinhos, foi constituído um gráfico bidimensional dividido em quatro quadrantes identificados na legenda: Q1 (alto-alto), Q2 (baixo-baixo), Q3 (alto-baixo) e Q4 (baixo- alto). Os valores determinados pelo Índice de Moran foram visualizados em LISA Map. Quando o índice foi maior que 0,05, não existiu autocorrelação e se foi menor que 0,05, a correlação foi significativa, sendo classificada em: significância de 0,05 (95% de confiança), de 0,01 (99% de confiança) e de 0,001 (99,9% de confiança; NUNES, 2013). 4.9.3 Método Inverso da Distância Ponderada (IDW) A magnitude da distribuição foi determinada utilizando o método Inverso da Distância Ponderada (IDW) pelos distritosde Sobral. Este método determina que a variável mapeada diminui em influência com a distância de sua localização amostrada. O IDW determina que os valores mais próximos de zero indicam a inexistência de autocorrelação espacial, e quando mais elevado, mais forte será a correlação e assim apresenta maior proximidade entre os eventos analisados. 43 5 RESULTADOS 5.1 Fluxograma com resultados obtidos para a identificação de micobactérias em triatomíneos A Figura 20 apresenta um fluxograma ilustrando os resultados obtidos de acordo com as fases experimentais do estudo. Figura 20 - Fluxograma com representação das identificações das amostras de triatomíneos de acordo com as metodologias empregadas Fonte: Própria autora (2021). 44 5.2 Detecção e Identificação molecular por PRA-hsp65 5.2.1 Detecção da região hsp65 do DNA de Mycobacterium sp. No período de janeiro de 2019 a março de 2020, foram analisados 167 triatomíneos. As amostras foram submetidas às reações de PCR para a amplificação da região hsp65 do DNA de Mycobacterium sp. Das amostras analisadas, 58,1% (97/167) apresentaram amplificação positiva. A Figura 21 ilustra os produtos de aproximadamente 441pb das amostras amplificadas da região hsp65 de M. tuberculosis em gel de agarose 1,0%. Figura 21 – Eletroforese em gel de agarose 1,0% com produtos da amplificação da região hsp65 de M. tuberculosis Fonte: Própria autora (2021). Poços M: marcadores 100 pb; poços 1 a 5 representam amostras positivas para o gênero Mycobacterium; poço CP: controle positivo com a cepa padrão H37Rv M. tuberculosis e poço CN: controle negativo com H2O. 5.2.2 Identificação de micobactérias por PRA-hsp65 As 97 amostras positivas para hsp65 foram submetidas à digestão com as enzimas de endorrestrição HaeIII e BstEII e deste total, 72,2% (70/97) apresentaram padrões de bandas correspondentes à digestão (FIGURA 22). 441pb 45 Figura 22 – Eletroforese em gel MetaPhor™ (Invitrogen) 4,5% com os produtos da digestão enzimática do gene hsp65 (441 pb) Fonte: Própria autora (2021). Poços M: marcadores de 50 pb (Promega); poços de 1 a 10 representam amostras de triatomíneos digeridas com as enzimas BstEII e HaeIII; poço CP: controle positivo com a cepa padrão H37Rv M. tuberculosis. A análise dos padrões de bandas apresentados após digestão permitiu identificar 58,1% das amostras investigadas. As micobactérias pertencentes ao complexo M. tuberculosis tipo 1 foram a maioria com 31,4% (22/70). Outras espécies também foram detectadas, como M. fortuitum tipo 1 com 17,1% (12/70) e M. senegalense 11,4% (8/70; TABELA 4). A Tabela 4 apresenta as espécies identificadas com base nos padrões apresentados 46 Figura 23 – Eletroforese em gel MetaPhor™ (Invitrogen) 4,5% com os produtos da digestão enzimática pelas enzimas BstEII e HaeIII. Fonte: Própria autora (2021). Poços M: marcadores de 50 pb; poços de 1 a 6 representam amostras digeridas; poço CP: controle positivo com a cepa padrão H37Rv M. tuberculosis. 47 Tabela 4 – Resultado da identificação das 70 amostras de triatomíneos com base nos padrões do PRA hsp65. Padrões de digestão Espécies BstEII HaeIII N (%) Complexo Mycobacterium tuberculosis 235/115/85 145/130/75 22 (31,4) Mycobacterium fortuitum 235/115/85 145/130/75/60 12 (17,1) Mycobacterium smegmatis / Mycobacterium wolinski 1 / Mycobacterium mageritense 1 235/120/85 145/125/70 9 (12,9) Mycobacterium senegalense 235/120/85 180/140/50 8 (11,4) Mycobacterium simiae 235/130/85 145/130/0 6 (8,6) Mycobacterium gordonae tipo 2 235/115/85 265/130/0 5 (7,1) Mycobacterium agri 235/130/85 160/145/60 5 (7,1) Mycobacterium wolinsky / Mycobacterium senegalense 1 / Mycobacterium fortuitum 235/115/85 145/130/75/60 2 (2,9) Mycobacterium triviale tipo 1 440/0/0 170/130/0 1 (1,4) Total 70 (100) Fonte: Própria autora (2021). 5.3 Caracterização dos triatomíneos A tabela 5 apresenta a descrição das espécies de triatomíneos das 167 amostras analisadas, sendo possível analisar que 41,9% (70/167) pertenciam a espécie Triatoma pseudomaculata, seguido pelas espécies Triatoma brasiliensis 32,3% (54/167) e Panstrongylus lutzi 23,3% (39/167). De acordo com os dados apresentados na Tabela 6, verificamos que dentre os 70 triatomíneos capturados que tiveram detecção de micobactérias pela técnica PRA-hsp65, as espécies T. brasiliensis e T. pseudomaculata foram as que apresentaram maior frequência com 38,6% (27/70) e 32,9% (23/70) respectivamente. 48 Tabela 5 – Descrição das espécies de triatomíneos das 167 amostras analisadas. Espécies de triatomíneos N (%) Triatoma pseudomaculata 70 (41,9) Triatoma brasiliensis 54 (32,3) Panstrongylus lutzi 39 (23,3) Panstrongylus megistus 2 (1,2) Rhodnius nasutus 2 (1,2) Total 167 (100) Fonte: Própria autora (2021). Tabela 6 - Descrição de espécies de triatomíneos com positividade no PRA-hsp65 Espécies de triatomíneos N (%) Triatoma brasiliensis 27 (38,6) Triatoma pseudomaculata 23 (32,9) Panstrongylus lutzi 17 (24,3) Rhodnius nasutus 2 (2,8) Panstrongylus megistus 1 (1,4) Total 70 (100) Fonte: Própria autora (2021). Quanto aos dados sobre o estágio de desenvolvimento dos insetos, 77,1% (54/70) estavam na fase adulta e o restante, 22,9% eram ninfas. Foram identificadas ninfas somente entre as espécies T. braziliensis (11,1%) e T. pseudomaculata (56,5%). Em relação ao sexo, 61,1% (33/54) dos triatomíneos em fase adulta pertenciam ao sexo masculino (Tabela 7). Analisando os dados de positividade de Trypanosoma cruzi nos insetos analisados, apenas 9,85% foram positivos para presença do protozoário. 49 Tabela 7 – Descrição do estágio de desenvolvimento dos triatomíneos coletados no município de Sobral, Ceará – Brasil. Estágio do desenvolvimento Adulto Ninfa Total Espécies de triatomíneos N (%) N (%) N (%) Triatoma brasiliensis 24 (88,9) 3 (11,1) 27 (38,6) Triatoma pseudomaculata 10 (43,5) 13 (56,5) 23 (32,9) Panstrongylus lutzi 17 (100) 17 (24,3) Rhodnius nasutus 2 (100) 2 (2,8) Panstrongylus megistus 1 (100) 1 (1,4) Total 54 (77,1) 16 (22,9) 70 (100) Fonte: Própria autora (2021). 5.4 Sequenciamento genético Os experimentos de sequenciamento parcial pelo método de Sanger foram realizados no Instituto Evandro Chagas. As análises de identificação e alinhamento das sequências foram desenvolvidas no Laboratório de Micobactérias da UFC. Do total de 70 amostras identificadas pela técnica PRA-hsp65 como sendo micobactérias, em 49 delas foi realizado o sequenciamento parcial genético (FIGURA 24). As outras 21 amostras não foram sequenciadas por quantidade insuficiente de DNA extraído dos triatomíneos. A Figura 24 mostra um exemplo de eletroferograma obtido com a amostra 70, onde são observados picos agudos bem definidos e com distancias regulares, o que indica alta qualidade do sequenciamento. E na Figura 25 é mostrado um exemplo de identificação de uma sequência alvo usando a ferramenta BLAST (Basic Local Alignment Search Tool), o qual compara uma sequência nucleotídica com bancos de dados de sequências e calcula a significância estatística da similaridade. Figura 24 – Eletroferograma de uma sequência parcial da amostra 70 obtida no sequenciador automático ABI3100 Prism (Applied Biosystems). Fonte: Própria autora (2021). Eletroferograma gerado no programa BioEdit Sequence Alignment Editor (BioEdit) v. 7.2.5. 50 Figura 25 - Alinhamento local de uma sequência usando a ferramenta BLAST (Basic Local Alignment Search Tool). Fonte: Própria autora (2021). A Tabela 8 mostra as espécies identificadas nas amostras analisadas por sequenciamento. Foram obtidas sequênciasem 49 das 70 amostras de triatomíneos PRA-hsp65-positivas (70%), sendo 19 amostras para o gene hsp65 e 30 para o gene rpoB. Não houve amostras sequenciadas para ambos os genes. Foram identificados por sequenciamento 12 gêneros bacterianos. As espécies pertencentes ao gênero Mycobacterium foram detectadas em 18,4% (9/49) das amostras, sendo oito M. tuberculosis e um M. africanum. As nove amostras de triatomíneos positivas para o CMTB apresentaram identidade variando entre 99,4 e 93,9%. O gênero Brevibacterium foi o mais frequente, sendo detectado em 24,5% (12/49) do total sequenciado, foram eles: Brevibacterium linens (7/49; 14,3%), Brevibacterium casei (2/49; 4,1%) e Brevibacterium sp. (3/49; 6,1%). Também foram identificados os gêneros Amycolatopsis, Brachybacterium, Corynebacterium, Cutibacterium, Dietzia, Gordonia, Kocuria, Microbacterium, Nocardiopsis, Streptomyces e Tsukamurella. A Tabela 9 mostra a concordância entre as espécies identificadas pelo sequenciamento e a identificação com o padrão obtido com a técnica PRA-hsp65. 51 Tabela 8 – Resultado das espécies bacterianas identificadas nas 49 amostras de triatomíneos determinadas por sequenciamento parcial genético. Espécie N (%) Mycobacterium tuberculosis 8 (16,3) Brevibacterium linens 7 (14,3) Cutibacterium acnes 6 (12,2) Amycolatopsis sp. 5 (10,2) Gordonia terrae 4 (8,2) Brevibacterium sp. 3 (6,1) Brachybacterium saurashtrense 2 (4,1) Brevibacterium casei 2 4,1) Corynebacterium glyciniphilum 2 (4,1) Dietzia sp. 2 (4,1) Microbacterium sp. 2 (4,1) Streptomyces ambofaciens 2 (4,1) Kocuria sp. 1 (2,0) Mycobacterium africanum 1 (2,0) Nocardiopsis alba 1 (2,0) Tsukamurella tyrosinosolvens 1 (2,0) Total 49 (100) Fonte: Própria autora (2021). 52 Tabela 9 – Concordância entre as espécies bacterianas identificadas pela técnica PRA-hsp65 e sequenciamento. Identificação por PRA-hsp65 N (%) Sequenciamento N (%) BLAST - identidade (%) Complexo M. tuberculosis 22 (31,4) M. tuberculosis 6 (8,6) 99,4 - 93,9 M. africanum 1 (1,4) 99,7 Corynebacterium glyciniphilum 2 (2,9) 95,7 - 94,4 Brevibacterium sp. 2 (2,9) 94,9 - 93,1 Brevibacterium linens 1 (1,4) 94,7 Amycolatopsis sp. 1 (1,4) 94,8 Cutibacterium acnes 1 (1,4) 98,9 Gordonia terrae 1 (1,4) 97,6 Kocuria sp. 1 (1,4) 92,3 Brevibacterium casei 1 (1,4) 91,5 Não sequenciado 5 (7,1) - M. fortuitum / M. senegalense tipo 1 12 (17,1) Cutibacterium acnes 2 (2,9) 98,0 - 95,5 Brevibacterium linens 2 (2,9) 97,2 - 87,5 Amycolatopsis sp. 2 (2,9) 99,0 Dietzia sp. 1 (1,4) 92,4 Nocardiopsis alba 1 (1,4) 88,4 Gordonia terrae 1 (1,4) 91,2 Não sequenciado 3 (4,3) - M. smegmatis/M. wolinski tipo 1/M. mageritense tipo 1 9 (12,9) Brevibacterium linens 3 (4,3) 98,1 - 95,7 Brevibacterium casei 1 (1,4) 95,9 Brachybacterium saurashtrense 1 (1,4) 99,1 Streptomyces ambofaciens 1 (1,4) 98,2 Microbacterium sp. 1 (1,4) 84,1 Tsukamurella tyrosinosolvens 1 (1,4) 96,2 Não sequenciado 1 (1,4) - M. senegalense 8 (11,4) Gordonia terrae 1 (1,4) 95,7 M. tuberculosis 1 (1,4) 99,2 Cutibacterium acnes 1 (1,4) 96,4 Brevibacterium linens 1 (1,4) 97,9 Amycolatopsis sp. 1 (1,4) 99,3 Não sequenciado 3 (4,3) - M. simiae / M, lentiflavum tipo 1 6 (8,6) Streptomyces ambofaciens 1 (1,4) 96,4 Microbacterium sp. 1 (1,4) 88,8 Dietzia sp. 1 (1,4) 90,7 53 Cutibacterium acnes 1 (1,4) 95,0 Não sequenciado 2 (2,9) - M. agri tipo 1 5 (7,1) M. tuberculosis 1 (1,4) 95,5 Brevibacterium sp. 1 (1,4) 90,7 Não sequenciado 3 (4,3) - M. gordonae tipo 2 5 (7,1) Cutibacterium acnes 1 (1,4) 98,1 Amycolatopsis sp. 1 (1,4) 99,2 Não sequenciado 3 (4,3) - M. wolinsky / M. senegalense tipo 1 / M. fortuitum 2 (2,9) Brachybacterium saurashtrense 1 (1,4) 95,4 Gordonia terrae 1 (1,4) 92,4 M. triviale tipo 1 1 (1,4) - Não sequenciado 1 (1,4) - Total 70 (100) 70 (100) Fonte: Própria autora (2021). Analisando as espécies de triatomíneos positivos para a detecção de micobactérias pertencentes ao CMTB, foram identificadas três espécies, onde a espécie P. lutzi foi predominante com 44,4% (4/9), seguida pela espécie T. brasiliensis com 33,3% (3/9) e T. pseudomaculata com 22,2% (2/9). Além disso, 77,8% (7/9) desses insetos eram triatomíneos adultos e 22,2 (2/9) eram ninfas. Analisando os dados de positividade de T. cruzi nos insetos analisados por sequenciamento, nenhuma das amostras positivas para o CMTB foram positivas para a detecção desse protozoário. 5.5 Análise filogenética Os alinhamentos múltiplos entre sequências identificadas como CMTB e a regiões dos genes rpoB e hsp65 da cepa referência M. tuberculosis H37Rv é apresentada na Figura 26. A maioria das sequências apresentou alinhamento com elevada semelhança à sequência de M. tuberculosis H37Rv. A amostra 122 apesar de ter visualmente uma maior divergência no alinhamento múltiplo (FIGURA 26-B), apresentou identidade no BLAST de 99,4% com a espécie M. tuberculosis. 54 Figura 26 - Alinhamento múltiplo de sequências dos nucleotídeos das 9 amostras identificadas como complexo M. tuberculosis (CMTB) e M. tuberculosis H37Rv. Fonte: Própria autora (2021). Analisados com a ferramenta Clustal W Multiple Alignment. A. gene hsp65 (GroEL2). B. gene rpoB (Rv0667). As Figuras 27 e 28 apresentam as árvores filogenéticas entre as nove sequências identificadas como pertencentes ao CMTB e a sequências dos genes hsp65 e rpoB da cepa referência M. tuberculosis H37Rv. As amostras 137, 135 e 143 55 apresentaram elevada conservação com o gene hsp65 (FIGURA 27). As sequências obtidas com os iniciadores do gene rpoB apresentaram maior variabilidade em relação à cepa padrão (FIGURA 28). As sequências identificadas como M. africanum (MYCOF 33) e amostra MYCOF 122 apresentaram maior distância em relação à cepa padrão. Figura 27 – Árvore de consenso para 100 “bootstraps” mostrando as relações filogenéticas entre sequências de hsp65 de micobactérias de triatomíneos de Sobral, Ceará, e a sequência da cepa padrão M. tuberculosis H37Rv. Fonte: Própria autora (2021). A árvore é baseada na comparação de uma sequência de 411 pb do gene hsp65 do M. tuberculosis, usando o método “neighbor-joining” com o parâmetro Jukes-Cantor no programa MEGA-X versão 10.1.7 (Molecular Evolutionary Genetic Analysis, https://www.megasoftware.net/). Valores de % bootstrap são indicados em cada ramo da árvore. A distância entre duas cepas é a soma dos comprimentos dos ramos da árvore entre elas. 56 Figura 28 – Árvore de consenso para 100 “bootstraps” mostrando as relações filogenéticas entre sequências de rpoB de micobactérias de triatomíneos de Sobral, Ceará, e a sequência da cepa padrão M. tuberculosis H37Rv. Fonte: Própria autora (2021). A árvore é baseada na comparação de uma sequência de 723 pb do gene rpoB do M. tuberculosis, usando o método “neighbor-joining” com o parâmetro Jukes-Cantor no programa MEGA-X versão 10.1.7 (Molecular Evolutionary Genetic Analysis, https://www.megasoftware.net/). Valores de % bootstrap são indicados em cada ramo da árvore. A distância entre duas cepas é a soma dos comprimentos dos ramos da árvore entre elas. 5.6 Análise espacial A análise exploratória espacial foi executada com a construção dos seguintes mapas: a) distribuição espacial das 70 amostras de triatomíneos coletadas de acordo com a caracterização taxonômica e o local de captura (FIGURA 29); b) distribuição espacial das espécies bacterianas identificadas por sequenciamento das 49 amostras de triatomíneos (FIGURA 30); c) distribuição espacial dos 367 casos de TB detectados no período de 2018 (N= 184) à 2019 (N=183) e do local de captura dos 70
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