Estudo sobre a adesão da Escherichia coli enteropatogênica atípica O26:H11 a células epiteliais

Estudo sobre a adesão da Escherichia coli enteropatogênica atípica O26:H11 a células epiteliais

Título alternativo Study about the adhesion of atypical enteropathogenic Escherichia coli O26:H11 on epithelial cells
Autor Dulguer, Michelle Vanzella Autor UNIFESP Google Scholar
Orientador Scaletsky, Isabel Cristina Affonso Autor UNIFESP Google Scholar
Instituição Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Pós-graduação Microbiologia e imunologia - São Paulo
Resumo The O26 serogroup of enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) is one of the most frequently implicated in infant diarrhea and is also common among enterohemorrhagic E. coli (EHEC) strains. The most common O26 strains belong to EPEC/EHEC serotype O26:H11. In a previous report, atypical EPEC strains O26:H11 isolated from children with diarrhea exhibited a localized adherence (LA) pattern within 3 hours, but do not harbor the BFP fimbriae correlated with the LA phenotype of typical EPEC. One isolate, E. coli 22 was used to characterize its genetic determinants. A genomic cosmid library of E. coli 22 was generated in E. coli K12 and the resulting clones were screened for LA adherence to HEp-2 cells. One cosmid clone, pV-B-6, exhibited adherence in a diffuse pattern over the entire epithelial cell rather than the LA microcolony formation seen with E. coli 22. Transposon mutagenesis was utilized to identify the region of cosmid pV-B-6 responsible for the adhesive phenotype. One isolate tested negative for adherence (pV-B-6-Tn) was chosen for further analysis. DNA sequencing of a subclone of pV-B-6 revealed an open reading frame, ldaH, whose predicted protein product shares 73% amino acid identity with that of the E. coli K88 fimbrial gene faeH. This region was named the locus for diffuse adherence (lda). The aim of this study was to characterize the adhesin encoded by the lda locus that is responsible for mediating diffuse adherence to HEp-2 cells. SDS-PAGE of whole-cell cell lysates from E. coli 22 and pV-B-6 showed a broad band with an apparent molecular mass of 25 kDa, which was absent in the pV-B-6-Tn extracts. The 25-KDa band was excised from the gel, and its N-terminal amino acid sequence determined. The sequence corresponds to the mature form of LdaG, the major structural subunit. The expression of LdaG is induced on MacConkey agar at 37o C. To provide further evidence that the LDA adhesin was responsible for the diffuse adherence seen on HEp-2 cells, we raised polyclonal rabbit antiserum against the major structural subunit LdaG. Imuno blot analysis 17 showed that the antiserum recognized the 25-kDa band present in wildtype E. coli 22 and pV-B-6, but not the pV-B-6-Tn mutant. Treatment of pV-B- 6 with the antiserum completed inhibited diffuse adherence of pV-B-6 to the HEp-2 cells. Immunogold labeling with LdaG antiserum identified an amorphous surface matrix with no obvious fimbrial structure. At higher magnification, very fine wiry fibrils forming mesh-like structures could be visualized. To determine whether the lda locus was specific to our O26:H11 strain or if it is present in other E. coli strains, we performed colony blots and HEp-2 adherence on a collection of 65 atypical EPEC strains representing 34 O serogroups. Most (61.5%) of strains were positive for HEp-2 localized-like adherence assay and all strains were ldaH probe negative. We also tested 13 atypical EPEC strains, which belonged to Dr. Luiz R. Trabulsi and ldaH was found in four O26 LA positive strains. These strains were tested with an ldaG gene probe, but were negative. By using a K88 antiserum, it was possible to demonstrate different antigenic determinants, between LDA and K88 adhesins. A streptomycin-treated mouse model was used to compare the intestinal colonization capacity of E. coli 22 strain with that of its ∆ldaG derivative (LDA1). The results showed that E. coli 22 adheres and colonizes the cecum of C57BL/6J mice more efficiently than the LDA1. In conclusion, we were able to characterize the LDA adhesin responsible for diffuse adherence to HEp-2 cells. LDA is an afimbrial adhesin that contains a major subunit, LdaG, whose expression is induced on MacConkey agar at 37o C. Additional work is needed to characterize the role in virulence of the LDA adhesin.

O sorogrupo O26 de Escherichia coli enteropatogênica (EPEC) atípica é um dos sorogrupos mais frequentes implicados na diarréia infantil, sendo um sorogrupo muito comum também em amostras de E. coli enterohemorrágica (EHEC). O sorotipo mais frequente dentro do sorogrupo O26 tanto em amostras de EPEC quanto em amostras de EHEC é a O26:H11. Num recente estudo, amostras de EPEC atípica O26:H11 isoladas de crianças com diarréia apresentaram um padrão de adesão localizado (AL), porém eram desprovidas da fímbria BFP responsável pelo fenótipo AL das EPEC típicas. Uma dessas amostras, E. coli 22, foi escolhida para caracterização de seus determinantes genéticos. Foi construída uma biblioteca genômica da amostra 22 na E. coli DH5α e identificado um clone cosmídeo denominado pV-B-6, aderente a células HeLa. O clone pV-B-6 exibiu um padrão de adesão difusa (AD) sobre as células epiteliais, diferente da formação de microcolônias presentes na adesão AL apresentada pela amostra 22. O cosmídio pV-B-6 foi submetido a mutagênese utilizando o transposon mini-Tn10::kan e identificado um mutante não aderente (pV-B-6-Tn). Um fragmento de 2,3 kb EcoRI-HindIII contendo 1 kb do mini-Tn10 foi clonado, sendo identificado um gene, ldaH, que possuía 73% de identidade com a subunidade fimbrial faeH da de fímbria K88 ETEC. Essa região foi denominada de “locus for diffuse adherence” (lda). O presente trabalho teve como objetivo caracterizar a adesina codificada pelo locus lda, a qual é responsável por conferir o padrão AD a células HEp-2 na amostra pV-B-6. A análise em SDS-PAGE de extratos parcialmente purificados das amostras 22 e pV-B-6 mostrou uma banda protéica de aproximadamente 25 kDa, que estava ausente nos extratos do mutante pV-B-6-Tn. A proteína de 25 kDa foi cortada do gel, sendo determinado o sequenciamento da região amino-terminal. A sequência de aminoácidos correspondeu ‡ forma madura de LdaG, a principal subunidade estrutural da adesina. A expressão de Lda foi induzida em meio ágar MacConkey a 37o C. Para demonstrar que a adesina LDA era a responsável pelo padrão AD a células HEp-2, foi produzido um anti-soro LdaG em coelho. A especificidade do soro anti-LdaG foi determinada pela reação de “Imuno blot”. Apenas a proteína de 25 kDa foi reconhecida pelo soro imune, apresentando uma reação fortemente positiva com a amostra selvagem E. coli 22 e com o clone pV-B-6. Nenhuma reação do soro anti-LdaG foi observada no mutante, demonstrando, assim, a especificidade desse soro. Ensaios de inibição de adesão revelaram que o anti-soro LdaG reconheceu os epítopos da adesina responsáveis pela fenótipo AD, visto que foi capaz de inibir totalmente a adesão do clone pV-B-6. A imunomarcação com o anti-soro LdaG identificou na amostra 22 uma matriz de superfície amorfa sem nenhuma aparência de estrutura fimbrial. Quando observado em aumento maior, verificou-se a presença de estruturas fibrilares muito finas formando estruturas semelhantes a uma malha. Em contrapartida, nenhuma marcação foi observada no mutante LDA1. Foi determinada a incidência do gene ldaH em 65 amostras de EPEC atípica, isoladas em diferentes cidades brasileiras de crianças com diarreia aguda e de controles e pertencentes a 34 diferentes sorogrupos. Nenhuma dessas 65 amostras produtoras do padrão ALL em ensaios de 6 horas apresentou a sequência ldaH. Também foram estudadas 13 amostras de EPEC atípica que pertenciam aos sorogrupos O26, O55 e O111. O gene ldaH foi encontrado em quatro amostras, todas do sorogrupo O26 e que apresentavam o padrão AL em ensaios de três horas. No entanto, tanto os experimentos de PCR para amplificação do gene estrutural ldaG, como os experimentos de “Imuno blot” utilizando o anti-soro LdaG não revelaram a proteína de 25 KDa. Ensaios de inibição de adesão e imunofluorescência com soro antiK88 foram realizados com o intuito de investigar a relação antigênica entre as adesinas LDA e K88. Os resultados mostraram que ambas as adesinas são antigenicamente distintas, uma vez, que o soro anti-K88 não inibiu a AD e nem reconheceu qualquer estrutura presente na superfície da amostra pV-B-6. Neste estudo foi avaliado o papel da adesina LDA na virulência bacteriana, utilizando o modelo do camundongo tratado com estreptomicina e comparando a amostra selvagem 22 com a isogênica apresentando deleção do gene ldaG. Os resultados obtidos mostraram que aparentemente, a adesina LDA est· envolvida no processo de colonização, uma vez que a amostra selvagem 22 aderiu e colonizou mais eficientemente o ceco de camundongos C57BL/6J do que a amostra 22 ∆ldaG Concluindo, nossos resultados levaram a identificação e caracterização da adesina LDA responsável pela aderência difusa a células HEp-2. LDA È uma adesina afimbrial que contém uma subunidade principal, LdaG, cuja expressão é induzida em ágar MacConkey a 37o C. Estudos futuros são necessários para caracterizar melhor o papel da adesina LDA na virulência bacteriana.
Palavra-chave Escherichia coli
Adesinas de Escherichia coli
Fatores de virulência
Diarréia
Idioma Português
Financiador Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Número do financiamento FAPESP: 01/03525-1
Data de publicação 2006
Publicado em DULGUER, Michelle Vanzella. Estudo sobre a adesão da Escherichia coli enteropatogênica atípica O26:H11 a células epiteliais. 2006. 117 f. Tese (Doutorado em Ciências) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2006.
Publicador Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extensão 117 f.
Direito de acesso Acesso aberto Open Access
Tipo Tese de doutorado
Endereço permanente http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/21218

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Nome: Publico-21218.pdf
Tamanho: 2.042MB
Formato: PDF
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