Origem filogenética e diversidade de marcadores de virulência de alguns patotipos de escherichia coli patogênica intestinal

Origem filogenética e diversidade de marcadores de virulência de alguns patotipos de escherichia coli patogênica intestinal

Author Silva, Lais Cristina da Autor UNIFESP Google Scholar
Advisor Silva, Rosa Maria Silva Autor UNIFESP Google Scholar
Institution Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Graduate program Microbiologia e Imunologia
Abstract Escherichia coli are fermentative Gram negative bacilli, inhabiting the intestinal tract of warm blood animals, in a commensal or symbiotic relationship. About 10 % of the strains have acquired pathogenic characteristics which enabled them to cause both intestinal and extra intestinal diseases. The diarrheagenic E. coli (DEC) comprises various patotypes, and among them the enteropathogenic E. coli (EPEC) which are classified as typical or atypical, according to the presence of the virulence plasmid pEAF. Rather than by their specific virulence traits, the extra intestinal pathogenic E. coli (ExPEC) are usually referred to by their site of infection as UPEC (uropathogenic E. coli), MNEC (neonatal meningitis E. coli), and SEPEC (septicemic E. coli). The phylogenetic distribution of E. coli has shown to be related to their virulence potential. Accordingly, ExPEC are primarily originated from phylogenetioc group B2, and less from D, while DEC are usually referred as being originated from B1, with few known exceptions. E. coli is prone to receive foreign DNA by horizontal gene transfer. Probably that is the main reason behind the patotypes diversity they present. However, there is no comprehensive knowledge on the commonality of virulence traits shared by ExPEC and DEC. In the present study we have analyzed 64 EPEC strains and 51 EIEC strains belonging to different serotypes in respect to their phylogenetic distribution, carriage of 21 ExPEC virulence genetic markers, and presence of ExPEC Pathogencity Islands (PAIs). It was found that EPEC is mainly originated from phylogroup B2 (56 %) and B1 (42 %), with a concentration of atypical EPEC in B1 (77 %), and typical EPEC in B2 (65 %). Diversely, EIEC was found distributed among three phylogroups: A (49 %), E (29 %), and B1 (18 %). More than 50 % of EPEC strains carried five ExPEC virulence markers (fimA, ompA, ompT, traT e chuA), while EIEC presented iha, ompA, traT and sitA, and less frequently fimA, irp2 and chuA. Both EPEC and EIEC were positive for several UPEC PAIs, being most frequent the association of PAIs IJ96 and IICFT073. The HPI island was detected in 17 % of EPEC, all except one classified as typical and originated from phylogroup B2. On the contrary, EIEC showed 92 % positive for HPI being distributed between groups A and E. In both DEC patotypes the phylogeny, as well as the presence of virulence markers was pretty strictly related to serogroups and/or serotypes. Other studies are necessary to demonstrate a role of these virulence markers on the pathogenicity of EPEC and DEC.

A espécie Escherichia coli é uma bacilo Gram negativo, fermentador, que habita o trato intestinal de animais de sangue quente, em uma relação de comensalismo, ou simbiose. No entanto, cerca de 10 % das E. coli adquiriu características patogênicas podendo causar infecções tanto intestinais, quanto extraintestinais. As E. coli diarreiogênicas (DEC) compreendem diversos patotipos, entre os quais as E. coli patogênicas intestinais (EPEC), sub-grupadas em típicas (contendo o plasmídeo EAF) e atípicas (sem pEAF). As E. coli patogênicas extra-intestinais (ExPEC) não possuem patotipos definidos, mas são frequentemente denominadas pelo seu sítio de isolamento, sendo as mais frequentes: UPEC (E. coli uropatogênica), NMEC (E. coli causadora de meningite neonatal), SEPEC (E. coli de septicemia). A distribuição filogenética de E. coli tem mostrado guardar relação estreita com o seu potencial de virulência. Assim, as ExPEC são primordialmente originárias dos grupos filogenéticos B2 e, menos frequentemente, D; enquanto as DEC são referidas como oriundas do grupo B1, com algumas exceções. E. coli é uma espécie particularmente receptiva à aquisição de DNA por meio de transferência horizontal de genes. Este fato é, sem dúvida responsável pela diversidade de patotipos apresentados pela espécie. No entanto, não há conhecimento abrangente sobre a presença de determinantes genéticos de virulência compartilhados entre DEC e ExPEC, nem tampouco sobre a distribuição filogenética dos diferentes sorotipos de DEC. Este trabalho estudou 64 cepas de EPEC e 51 de EIEC de diferentes sorotipos quanto á sua distribuição filogenética e a presença de 21 marcadores genéticos de virulência de ExPEC, além de marcadores de Ilhas de Patogenicidade (PAIs). Os resultados obtidos mostraram que EPEC origina-se primordialmente dos grupos B2 (56 %) e B1 (42 %), sendo as atípicas concentradas em B1 (77 %) e as típicas em B2 (65 %). Diferentemente, as EIEC distribuem-se entre A (49 %), E (29 %) e B1 (18 %). EPEC apresentou cinco marcadores de virulência de ExPEC com frequência maior do que 50 % (fimA, ompA, ompT, traT e chuA), enquanto EIEC apresentou os marcadores iha, ompA, traT e sitA e, em menor frequência fimA, irp2 e chuA. Ambos os patotipos apresentaram marcadores para PAIs de UPEC, e com maior frequência a associação das PAIs IJ96 e IICFT073. A PAI HPI foi detectada em apenas 17 % das EPEC, sendo todas EPEC típicas do grupo B2, à exceção de uma cepa. Ao contrário, em EIEC HPI ocorreu em 92 % das cepas e distribuída nos grupos A e E. Essa distribuição de grupos filogenéticos, bem como de marcadores de virulência esteve, na grande maioria das vezes, relacionada de forma estreita com sorogrupos e/ou sorotipos tanto em EIEC como em EPEC. Outros estudos são necessários para se demonstrar o papel dos marcadores de virulência encontrados na patogenicidade dos dois patotipos de DEC aqui estudados.
Keywords escherichia coli are fermentative gram negative bacilli
escherichia coli
filogenia
marcadores de virulência de expec
epec
Language Portuguese
Date 2015-07-31
Published in SILVA, Lais Cristina da. Origem filogenética e diversidade de marcadores de virulência de alguns patotipos de escherichia coli patogênica intestinal. 2015. 85 f. Dissertação (Mestrado) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2015.
Research area Microbiologia
Knowledge area Ciências biológicas
Publisher Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extent 85 p.
Origin https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=2680629
Access rights Closed access
Type Dissertation
URI http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/46771

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