Revisão da classificação de bactérias presentes em infecções bucais utilizando ferramentas de bioinformática


Publication type
Academic monograph
Language
Portuguese
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Abstract
Superior do Instituto Butantan, São Paulo, 2022. Considered by the World Health Organization (WHO) a public problem that affects several countries, oral diseases affect about 3.5 billion people worldwide. There are several common oral diseases present in the population that are caused by bacteria, such as oral cavities, tartar, gingivitis and periodontitis. The mouth is the natural habitat of several bacteria, with more than 700 species known so far. Scenarios like this, characterized by a great complexity of the microbiota, demonstrate the need for accuracy in biological classification, which is essential to characterize the microorganisms present in different physiological situations, especially during pathological events. An accurate classification is also essential for the diagnosis and epidemiological monitoring of infectious diseases. Although there is a consensus that the taxonomic information of a bacterium is contained in its genome, its use for taxonomic purposes has only become more frequent with the advances in new generations of DNA sequencing technologies. In fact, for years the DNA-DNA hybridization method (DDH) was used for the classification of bacteria, however, with advances in genomics, the DDH became an outdated method, opening space for new taxonomic analysis tools, such as the average nucleotide identity (ANI), an analysis considered to be the best option for determining species boundaries and confirming the taxonomic identification of a sample. The main objective of this study was, based on genomic analyzes and the use of bioinformatics tools, to revise the classification of bacterial genera both present in the oral cavity and that contain species that cause oral infections. We chose six genera of bacteria that, according to the literature, have species that are present in oral infections. The genera chosen were: Aggregatibacter, Fusobacterium, Prevotella, Porphyromonas, Selenomonas and Veillonella. In all these genera, inconsistencies were found between the classification described in GenBank and that indicated by the ANI analysis, which allowed us to propose the reclassification of several isolates and propose the creation of new species for all these genera.
Abstract in Portuguese
Consideradas pela Organização Mundial da Saúde (OMS) um problema de âmbito público que afeta diversos países, as doenças bucais afetam cerca de 3,5 bilhões de pessoas mundialmente. Há diversas enfermidades bucais comuns presentes na população que são ocasionadas por bactérias, como as cáries bucais, tártaro, gengivite e periodontite. A boca é o habitat natural de diversas bactérias, tendo-se conhecimento de mais de 700 espécies. Cenários como este, caracterizados por grande complexidade da microbiota, demonstram a necessidade da precisão da classificação biológica, que é essencial para caracterizar quem são os microorganismos presentes em diferentes situações fisiológicas, especialmente durante eventos patológicos. Uma precisa classificação também é essencial para o diagnóstico e o monitoramento epidemiológico de doenças infecciosas. Embora exista um consenso de que as informações taxonômicas de uma bactéria estejam contidas em seu genoma, a sua utilização para fins taxônomicos só passou a ser mais frequente a partir dos avanços das tecnologias de sequenciamento de DNA de nova geração. De fato, durante anos o método de hibridização DNA-DNA (DDH) foi utilizado para a classificação de bactérias, no entanto, com os avanços da genômica, o DDH se tornou um método ultrapassado, abrindo espaço para novas ferramentas de análise taxonômica, como a identidade média de nucleotídeos (ANI), uma análise considerada como a melhor opção para determinar os limites das espécies e confirmar a identificação taxonômica de uma amostra. O objetivo principal deste estudo foi, a partir de análises genômicas e do uso de ferramentas de bioinformática, revisar a classificação de gêneros bacterianos presentes na cavidade oral e que contenham espécies que acarretam infecções bucais. Escolhemos seis gêneros de bactérias que, de acordo com a literatura, apresentam espécies que estão presente em infecções bucais. Os gêneros escolhidos foram: Aggregatibacter, Fusobacterium, Prevotella, Porphyromonas, Selenomonas e Veillonella. Em todos esses gêneros foram encontradas inconsistências entre a classificação descrita no GenBank e aquela apontada pela análise de ANI, o que nos permitiu propor a reclassificação de diversos isolados e propor a criação de novas espécies para todos esses gêneros.
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https://repositorio.butantan.gov.br/handle/butantan/5062
Issue Date
2022


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