Mapeando a diversidade genética do complexo Pythium insidiosum - Prado, Ana Carolina do [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024)
Pythium insidiosum é agente etiológico da pitiose, uma doença com prevalência em regiões de climas tropical e subtropical que acomete diferentes espécies animais, inclusive humanos. Estudos filogenéticos têm mostrado divergências intraespecíficas, primeiramente ao evidenciar que a espécie era dividida em três clados monofiléticos de acordo com diferentes regiões geográficas e, recentemente, por um dos clados ter sido classificado como uma nova espécie, Pythium periculosum. No entanto, essas informações foram baseadas em análises filogenéticas empregando-se de poucos genes isolados. Além disso, as relações entre os clados, bem como a inclusão de cepas brasileiras na caracterização a nível genômico em P. insidiosum são limitadas. Dessa forma, visamos traçar a relação genética de isolados de Pythium insidiosum de diferentes regiões do globo, por meio de inferências filogenéticas e de caracterização genotípica. No primeiro capítulo exploramos as inferências filogenéticas utilizando regiões gênicas codificantes da α e β-tubulina, do fator de alongamento da tradução (Tef-1α), da subunidade II do citocromo oxidase (COX II) e a região do rDNA, o espaçador interno transcrito (ITS) 5.8S. Foram utilizadas matrizes contendo 55 taxons, de isolados de diversos países e dois grupos externos. As matrizes foram submetidas às inferências Máxima Verossimilhança, Baysena e Máxima Parcimônia. Para as análises genotípicas submetemos genomas representantes dos três clados intraespecífico (n=12), disponíveis na base de dados GenBank à técnica AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) in silico. Nossos resultados filogenéticos mostram que, para todos os genes avaliados, houve maior proximidade evolutiva do clado I e II, e que esses se distanciam acentuadamente do clado III. Os genes da α e β-tubulina e COXII demostram diversidade genética dentro de cada clado sendo interessante para estudos evolutivos. Já Tef-1α separa os isolados em dois clados, sendo um dos clados politômicos (clado I e II) e outro contendo cepas do clado III, considerada atualmente uma nova espécie e, dessa forma, esse gene pode ser usado na diferenciação entre P. insidiosum e P. periculosum. A genotipagem explicita a proximidade entre os clado I e II, no entanto mostra cepas incluídas anteriormente no clado I alocadas ao clado III, considerada nova espécie críptica, esses resultados são corroborados na análise filogenética, explicitando a necessidade de validação contínua das técnicas de genotipagem com os antigos e novos isolados em comparação com análises evolutivas propriamente dita, para melhor entendimento da epidemiologia e disseminação da espécie a nível mundial.

Pythium insidiosum is the etiologic agent of pythiosis, a disease prevalent in tropical and subtropical climates that affects different animal species, including humans. Phylogenetic studies have shown intraspecific divergences, first by showing that the species was divided into three monophyletic clades according to different geographical regions and, recently, by one of the clades being classified as a new species, Pythium periculosum. However, this information was based on phylogenetic analyses using a few isolated genes. In addition, the relationships between the clades, as well as the inclusion of Brazilian strains in the characterization at genomic level in P. insidiosum are limited. Thus, we aim to trace the genomic relationship of P. insidiosum isolates from different regions of the world, through phylogenetic inferences and genotypic characterization. In the first chapter we explored phylogenetic inferences using gene regions coding for α- and β-tubulin, translation elongation factor (Tef-1α), cytochrome oxidase subunit II (COX II) and the 5.8S internal transcribed spacer (ITS) region. Matrices containing 55 taxons from isolates from different countries and two external groups were used. The matrices were subjected to Maximum Likelihood, Baysena and Maximum Parsimony inference. For the genotypic analyses, we submitted genomes representing the three intraspecific clades (n=12), available in the GenBank database, to the AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) technique in silico. Our phylogenetic results show that, for all the genes evaluated, there was greater evolutionary proximity between clades I and II, and that these are markedly different from clade III. The α- and β-tubulin and COXII genes show genetic diversity within each clade, which is interesting for evolutionary studies. Tef-1α, on the other hand, separates the isolates into two clades, one of which is polytomous (clades I and II) and the other containing strains from clade III, which is currently considered to be a new species, and, in this way, this gene can be used to differentiate between P. insidiosum and P. periculosum. Genotyping shows the proximity between clades I and II, however, it shows strains previously typed in clade I allocated to clade III, considered a new cryptic species. These results are confirmed in the phylogenetic analysis, explaining the need for continuous validation of genotyping techniques with old and new isolates in comparison with evolutionary analysis itself, to better understand the epidemiology and spread of the species worldwide.
Mapping the genetic diversity of the Pythium insidiosum complex
Keywords: Genômica; Filogenia; Pitiose; AFLP; Estudos in silico; Genotipagem