Análise do perfil de genes relacionados ao SST5 e SST6, formação de biofilme e invasão em cepas de Escherichia coli enteroagregativa

A Escherichia coli enteroagregativa (EAEC) é um patotipo emergente e heterogêneo que causa a diarréia aguda ou persistente em indivíduos de diferentes faixas etárias e em pacientes imunocomprometidos. Além disso, EAEC é um dos principais agentes etiológicos da diarréia dos viajantes. O padrão de aderência agregativa de EAEC está associado ao plasmídeo de aderência agregativa (pAA). Genes presentes no plasmídeo e no cromossomo codificam proteínas envolvidas na secreção extracelular de fatores de virulência na superfície ou diretamente na célula hospedeira. A capacidade de produção de muco e biofilme, elaboração de toxinas, aderência e indução de inflamação intensa na mucosa intestinal são importantes características da patogenicidade de EAEC. Nesse estudo, determinamos o perfil genotípico de genes do sistema de secreção Tipo V (SST5) e sistema de secreção Tipo VI (SST6) em cepas de EAEC. Os genes do SST5 ocorreram com mais frequência que os genes do SST6. A presença de pelo menos um gene do SST5 foi detectada em 79% das cepas, enquanto que os genes relacionados ao SST6 foram detectados em apenas 42% das cepas analisadas. A produção de biofilme foi observada em teste quantitativo e verificamos que 67% das cepas produziram biofilme. No teste qualitativo, o tipo de biofilme que predomina é o biofilme moderado (11 cepas), seguido do biofilme forte (9 cepas) e do biofilme discreto (4 cepas). A presença ou ausência de genes do SST5 e SST6 não parece interferir com a capacidade de produção de biofilme, nem com o tipo de biofilme formado. Em ensaios de citotoxicidade, apenas 25% das cepas EAEC (sobrenadante) causaram redução significativa na viabilidade de células T84 avaliada pelo teste de redução com MTT. Nossos resultados mostram que as cepas EAEC isoladas de crianças com diarréia aguda ou de grupo controle são invasoras para células T84. Ao compararmos a capacidade invasora das cepas clinicas e controle, observamos que a média do índice de internalização obtido nas 15 cepas do grupo clinico foi de 5,7% 1,7 e para as 9 cepas do grupo controle foi de 2.4 % 0,7; entretanto essa diferença observada não foi estatisticamente significativa. Não foi possível correlacionar o perfil genotípico dos genes do SST5 e SST6 com o perfil fenotípico analisado (formação de biofilme, citotoxicidade e invasão).O que pode ser atribuído a heterogeneidade genotípica e fenotípica, uma característica relevante de cepas EAEC.

Enteroaggregative Escherichia coli (EAEC) is an emerging and heterogeneous pathotype that causes acute or persistent diarrhea in individuals of different age groups and HIV-positive patients. In addition, EAEC is a major etiologic agent of travelers' diarrhea. The pattern of aggregative adherence of EAEC is associated with the aggregative adherence plasmid (pAA). Genes present in the plasmid and chromosome encode proteins involved in extracellular secretion of virulence factors on the surface or directly into the host cell. The production of mucus, biofilm and toxins; and induction of intense inflammation in the intestinal mucosa and mucosal adherence are major features of EAEC pathogenesis. In this study, we determined the genotypic profile of type V secretion system (T5SS) and type VI secretion system (T6SS) genes in EAEC strains. T5SS genes occurred more frequently than T6SS genes. The presence of at least one T5SS gene was detected in 79% of the strains, while genes related with T6SS were detected in only 42% of the strains tested. The biofilm production was observed in quantitative test, we have found that 67% of strains produced biofilm. In the qualitative test, we detected three distinctive patterns of biofilm formation: moderate (11 strains), strong (9 strains) and discrete biofilm (4 strains). The presence or absence of T5SS and T6SS genes do not interfere with the ability to produce biofilm, neither with biofilm pattern. In cytotoxicity assays, only 25% of EAEC strains (supernatant)resulted in significant reduction of T84 cells activity as evaluated by MTT reduction test. Our results show that EAEC strains isolated from children with acute diarrhea or the control group are able to invade T84 cells. When comparing the invasive ability of clinical and control strains, we observed that the average rate of internalization obtained in 15 clinical strains was 5.7% 1.7, for the nine strains of control group was 2.4% 0. 7, however this difference was not statistically significant. It was not possible to correlate the genotypic profile of T5SS and T6SS genes with the phenotypic profile analysed (biofilm formation, cytotoxicity and invasion), which can be attributed to genotypic and phenotypic heterogeneity, an important characteristic of EAEC strains