Türkiye'nin çeşitli bölgelerindeki ruminantlardan izole edilen Brucella türlerinin tüm genom dizileme temelli analizi

Bu çalışma, Türkiye'de ve dünyanın birçok ülkesinde önemli bir hayvan ve halk sağlığı sorununa neden olan brusellozis etkenlerinin ruminantlardan izole edilen türlerine tüm genom dizileme (WGS) yapmak amacıyla yürütüldü. Bu kapsamda tek nükleotit polimorfizmleri (SNP) ile WGS-SNP tabanlı filogenetik analiz ve ikili SNP mesafesi hesaplama, WGS tabanlı virulens gen ve direnç gen analizleri gerçekleştirme, geleneksel mikrobiyolojik analizlerle identifikasyon ve biyotiplendirme, fenotipik antimikrobiyal direnç ve faj duyarlılık analizleri yapılarak, elde edilen veriler uyumluluk kapsamında birbiriyle karşılaştırıldı. Çalışmada Türkiye'nin çeşitli bölgelerindeki ruminantlardan izole edilen 21 adet ve insanlardan izole edilen iki adet Brucella spp. izolatı kullanıldı. Kültürel yöntemler, polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ve WGS analizleri sonucunda 11 adet Brucella melitensis, 12 adet B. abortus identifiye edildi. B. abortus izolatlarının tamamının sığır orijinli, B. melitensis izolatlarının ise koyun, keçi, koç ve insan orijinli olduğu belirlendi. B. abortus izolatlarının 11 (%91,66) adedi biyovar (bv) 3, bir adedi (%8,33) B. abortus bv 9 olarak, B. melitensis izolatlarının 9 (%81,8) adedi B. melitensis bv 3, birer adedi bv 1 ve bv 2 olarak biyotiplendirildi. Tüm genomu dizilenen 23 adet izolatın ortalama GC içeriği %57, genom uzunluğu ise 3,2 megabaz (mb) olduğu belirlendi. Tüm genom SNP tabanlı oluşturulan filogenetik ağaçlandırmada B. melitensis suşlarının tamamının Doğu Akdeniz soyu ile ilişkilendirilen genotip II'nin IIb alt genotipinde yer aldığı tespit edildi. IIb alt genotipinde üç ayrı kümelenme sergileyen yerel izolatlarımız arasında en fazla SNP mesafesinin Siirt ve İstanbul menşeili izolatlar (22RB24671) arasında olduğu tespit edildi. B. abortus izolatlarıyla oluşturulan WGS-SNP tabanlı filogenetik ağaca göre yerel izolatların tamamının C1 kladında yer aldığı görüldü. C1 kladında iki ana kümelenme gösteren yerel izolatlardan Iğdır ili izolatlarının tamamı ve Şanlıurfa/Hilvan ile İstanbul (22RB24674) izolatları İran menşeili suşlarla bir kümelenme oluştururken diğer B. abortus izolatları Çin menşeili suşunda yer aldığı ikinci kümelenmeyi meydana getirdi. Gerçekleştirilen ikili SNP mesafesi karşılaştırma analizinde yerel B. abortus izolatları arasında SNP farkının 0-316 arasında değiştiği belirlendi. Aynı dönemde ve aynı sürüdeki farklı hayvanlardan izole edilen bazı B. melitensis ve B. abortus izolatlarında SNP farkı olmadığı tespit edildi ve bu durum ortak bir bulaş kaynaklı enfeksiyon olarak değerlendirildi. Çalışmaya dahil edilen 23 adet B. abortus ve B. melitensis izolatlarının WGS verileri ile gerçekleştirilen virulens gen analizinde tür, konakçı ve izolasyon yılı fark etmeksizin tüm suşlarda 43 adet virulens geni ile ilişkili bölge tespit edildi. Tespit edilen genlerin büyük bir kısmının kromozom I (Chr I) üzerinde yer aldığı ve lipopolisakkarit (LPS) ile tip 4 salgı sistemiyle (T4SS) ilişkili genlerin çoğunlukta olduğu belirlendi. Gerçekleştirilen WGS tabanlı antimikrobiyal direnç gen analizinde kontrol edilen klasik dirençle ilişkili genler tespit edilmezken, fenotipik direnç analizinde B. abortus izolatlarının %58,33'ü test edilen antibiyotiklerin en az ikisine dirençli bulundu. B. melitensis izolatlarında bu oranın %63,63 olduğu tespit edildi. Sonuç olarak brusellozisin en yaygın iki etkeni olan B. melitensis ve B. abortus izolatlarının WGS tabanlı ileri epidemiyolojik analizi gerçekleştirilerek Türkiye'de dolaşımda olan genotipler belirlendi. Bu verilerin ülkede hastalığın izlenmesi ve salgınların kontrolü açısından önemli olduğu, antimikrobiyal dirençliliğin kaygı verici boyuta ulaştığı ve izlenmesi gerektiği kanısına varıldı.