Notícia com publicação científica
Cientistas avançam em cálculos sobre bactérias intestinais que podem causar infecções sanguíneas
Modelagem matemática permitiu o cálculo da transmissibilidade de diferentes cepas da bactéria Escherichia coli, que pode causar infecções do trato urinário e bacteremia

mialapi via Shutterstock

Renderização 3D de bactérias Escherichia coli

6 de novembro de 2025, 17:55

Fonte

Universidade de Helsinque

Publicação Original

Universidade de Helsinque

Áreas

Bacteriologia, Biotecnologia, Epidemiologia, Gastroenterologia, Genômica, Hematologia, Medicina, Microbiologia, Modelagem Matemática, Simulação Computacional

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Resumo

Cientistas calcularam e descreveram a disseminação média de várias cepas da bactéria Escherichia coli entre humanos, com a determinação de suas taxas básicas de reprodução (R₀) com base em um modelo matemático da disseminação de patógenos em uma população de potenciais portadores e usando um novo software de inferência estatística.

As cepas de E. coli com resistência a múltiplos antibióticos apresentaram transmissibilidade significativamente menor em nível populacional do que a cepa com (R₀) comparável ao de vírus da gripe pandêmica, como o H1N1.

A menor transmissibilidade das cepas mais resistentes indica que sua disseminação global foi impulsionada pela pressão seletiva causada por antibióticos e que elas podem se disseminar principalmente em instalações de saúde.

Foco do Estudo

Usar modelagem matemática para calcular a transmissibilidade em nível populacional de diferentes cepas da bactéria Escherichia coli.

Estudo

Pesquisadores determinaram, pela primeira vez, a taxa básica de reprodução (R₀) em nível populacional de um patógeno bacteriano oportunista, descrevendo a disseminação média da bactéria entre humanos.

O Dr. Jukka Corander, professor da Universidade de Helsinque, na Finlândia, e da Universidade de Oslo, na Noruega, liderou o projeto juntamente com o Dr. Pekka Marttinen, professor da Universidade Aalto, na Finlândia.

A taxa R₀ é um valor baseado em modelo matemático da disseminação de patógeno em uma população de potenciais portadores. O parâmetro ganhou destaque durante a pandemia de COVID-19.

O estudo teve foco na bactéria Escherichia coli, a causa mais comum de infecções do trato urinário e bacteremia, também chamada de infecção da corrente sanguínea.

Três novas cepas de E. coli pertencentes ao genótipo ST131 começaram a se espalhar globalmente no início dos anos 2000. Esse genótipo tem sido objeto de intensa pesquisa internacional desde sua descoberta e denominação em 2008, por causar um grande número de infecções graves.

Como existem diferenças genéticas muito pequenas entre os clados, ou subtipos, do ST131, o sequenciamento em larga escala do genoma bacteriano trouxe novas oportunidades para investigá-los.

“O projeto de modelagem utilizou o ELFI, um software de inferência estatística em desenvolvimento no Centro Finlandês de Inteligência Artificial (FCAI”, afirmou Fanni Ojala, pesquisadora da Universidade Aalto que atualmente está escrevendo uma tese de doutorado sobre modelos de transmissão de doenças infecciosas. Ela foi responsável pela programação do modelo de simulação computacional que descreve a disseminação de infecções por E. coli e pela análise dos dados.

O estudo foi publicado na revista científica Nature Communications.

Ao combinar dados dos registros nacionais de doenças infecciosas do Reino Unido e da Noruega com dados da população assintomática do Reino Unido, conseguimos desenvolver um novo tipo de modelo epidemiológico que possibilitou estimar e comparar a taxa R₀ de três cepas pandêmicas de E. coli intimamente relacionadas

Dr. Jukka Corander, professor da Universidade de Helsinque e da Universidade de Oslo

Resultados

Os pesquisadores descobriram que as duas cepas com resistência a múltiplos antibióticos (ST131-C1 e ST131-C2) apresentam transmissibilidade significativamente menor em nível populacional (R₀ = 1,18 e R₀ = 1,13) do que sua cepa irmã, a ST131-A, mais suscetível a antibióticos (R₀ = 1,47), em ambientes com uso tipicamente menor de antibióticos, incluindo Noruega e Finlândia.

A taxa R₀ estimado para a cepa ST131-A é comparável ao de vírus da gripe pandêmica, como o H1N1, cujo número reprodutivo foi estimado anteriormente em 1,45. Isso indica que algumas bactérias intestinais podem se disseminar com a mesma eficiência que certos vírus transmitidos pelo ar – embora a diferença fundamental entre esses dois tipos de micróbios exija cautela nas comparações.

A menor transmissibilidade das cepas ST131-C1 e ST131-C2 indica que sua disseminação global foi impulsionada pela pressão seletiva causada por antibióticos e que elas podem se disseminar principalmente em instalações de saúde.

Nossa pesquisa apoia o desenvolvimento de sistemas de triagem genômica para patógenos bacterianos oportunistas já na fase de portador assintomático, em vez da prática atual de considerar apenas casos de doença, para melhor compreender a evolução de novas cepas e os motivos subjacentes à transmissão mais rápida

Dr. Jukka Corander, professor da Universidade de Helsinque e da Universidade de Oslo

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Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Jukka Corander

Professor da Universidade de Helsinque e da Universidade de Oslo

Dr. Pekka Marttinen

Professor da Universidade Aalto

Fanni Ojala

Doutoranda na Universidade Aalto

Publicação

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a revista científica Nature Communications (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página da Universidade de Helsinque (em inglês).

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