O termo “resistoma microbiano” engloba todos os tipos de genes de resistência (adquiridos, intrínsecos e seus precursores), além de alguns potenciais determinantes de resistência dentro das comunidades microbianas que requerem evolução ou alterações no contexto de expressão para conferir resistência aos antimicrobianos. Deste modo, o resistoma microbiano é complexo, diverso, está em constante expansão e pode influenciar o fluxo de determinantes de resistência entre os humanos, animais e o meio ambiente.^1-4

Como é realizada a análise do resistoma microbiano

A metagenômica (análise em larga escala do sequenciamento dos genes da comunidade de organismos em determinado ambiente) tem sido cada vez mais aplicada para elucidar a dinâmica da resistência microbiana e explorar sua diversidade em profundidade. Para tanto, os métodos de sequenciamento de última geração e as ferramentas de bioinformática recentemente desenvolvidas aceleraram o estudo do resistoma microbiano e a sua aplicação em diversas áreas do conhecimento.^1-4

A metagenômica tem sido amplamente utilizada para identificar novos genes de resistência aos antimicrobianos (metagenômica funcional); conhecer o contexto genético dos genes de resistência (sequenciamento direcionado de genes) - ou seja, determinado gene de resistência e os genes envolvidos no controle da expressão e supressão do mesmo; e para analisar genes de resistência no nível do resistoma (metagenômica shotgun).^1-4

De acordo com o propósito específico de pesquisa, as plataformas de sequenciamento apropriadas e os bancos de dados de genes de resistência aos antimicrobianos devem ser empregados para entender o resistoma microbiano.^1-4
 
Além disso, uma matriz de reação em cadeia de polimerase quantitativa de alto rendimento, também conhecida como sistema SmartChip (Takara), tem sido amplamente utilizada para estudos de resistoma em vários microbiomas ambientais. A vantagem desse sistema é a análise simultânea de um grande número de genes em um espaço curto de tempo, sendo considerado mais sensível que a abordagem metagenômica.^1-4

Entretanto, essa matriz só permite a detecção de genes de resistência aos antimicrobianos e de elementos genéticos móveis previamente detectados, mas as informações sobre os hospedeiros que transportam esses elementos genéticos não podem ser obtidas.^1-4

Contribuição sobre o estudo do resistoma microbiano

Atualmente, as aplicações desse estudo são: 

• Conhecer e classificar os genes de resistência aos antimicrobianos críticos e os seus hospedeiros; 
   
• Compreender a transmissão desses genes de resistência; 
   
• Identificar pressões seletivas que afetam o surgimento, transmissão e evolução dos genes de resistência; 
   
• Elucidar os mecanismos que permitem a um organismo superar as barreiras taxonômicas na transmissão dos genes de resistência. ^1-4

Esse entendimento justifica o esforço colaborativo de várias entidades para atingir a saúde ideal para pessoas, animais e meio ambiente por meio de políticas, pesquisas, educação e prática na prevenção da disseminação da resistência antimicrobiana, conhecido como One-Health. Esse comitê promove a política de controle do uso de antimicrobianos para diminuir a disseminação da resistência microbiana através do conhecimento do resistoma presente nos microrganismos encontrados no meio ambiente (solo, rios, esgotos), na agricultura, na aquicultura, em animais e humanos.^1-4

Alguns estudos tem demonstrado que a análise do resistoma pode contribuir de forma significativa com a detecção precoce e acurada de genes de resistência importantes na prática clínica, como a produção de determinantes de resistência aos aminoglicosídeos, fluoroquinolonas, betalactamases como CTX-M-15, OXA-48, OXA-181, OXA-232, KPC-2, KPC-3, NDM (entre outras) e resistência à colistina em Klebsiella pneumoniae, por exemplo. Além disso, tem sido encontrados genes codificadores de fatores de virulência, o que ajuda a compreender a fisiopatologia e evolução das doenças infecciosas.^1-4 

A análise do resistoma microbiano tem se destacado como uma ferramenta promissora e poderosa para prever os perfis de sensibilidade aos antimicrobianos sob o ponto de vista genômico. Entretanto, o maior desafio é correlacionar a presença desses genes com as concentrações inibitórias mínimas (CIMs) e, consequentemente, determinar as diferentes categorias de sensibilidade aos antimicrobianos.^1-4

Considerando o contexto clínico, custo, tempo de diagnóstico e sensibilidade na detecção dos genes de importância clínica, o estudo do resistoma microbiano pode ser amplamente utilizado para análise de microrganismos de importância médica. Todavia, é necessário o desenvolvimento das técnicas e de softwares para representar a realidade dos laboratórios de microbiologia clínica. A utilização dessa tecnologia será fundamental para a compreensão da transmissão de genes de resistência aos antimicrobianos entre diferentes microbiomas ou cepas bacterianas. Além disso, fornecerão informações importantes sobre o resistoma microbiano num contexto global.^1-4
 

1. Naha S, Sands K, Mukherjee S, Saha B, Dutta S, Basu S. OXA-181-Like Carbapenemases in Klebsiella pneumoniae ST14, ST15, ST23, ST48, and ST231 from Septicemic Neonates: Coexistence with NDM-5, Resistome, Transmissibility, and Genome Diversity. mSphere. 2021 Jan 13;6(1):e01156-20
2. Pillonel T, Nordmann P, Bertelli C, Prod' Hom G, Poirel L, Greub G. Resistome Analysis of a Carbapenemase (OXA-48)-Producing and Colistin-Resistant Klebsiella pneumoniae Strain. Antimicrob Agents Chemother. 2018 Apr 26;62(5):e00076-18 
3. Hendrickx APA, Landman F, de Haan A, Borst D, Witteveen S, van Santen-Verheuvel MG, van der Heide HGJ, Schouls LM; Dutch CPE surveillance Study Group. Plasmid diversity among genetically related Klebsiella pneumoniae blaKPC-2 and blaKPC-3 isolates collected in the Dutch national surveillance. Sci Rep. 2020 Oct 8;10(1):16778.
4. Kim DW, Cha CJ. Antibiotic resistome from the One-Health perspective: understanding and controlling antimicrobial resistance transmission. Exp Mol Med. 202;53:301–309.

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