Étude d'un variant de la toxine STb produite par Escherichia coli

Les E. coli entérotoxinogènes (ETEC) sont souvent la cause de diarrhée post-sevrage chez le porc. Deux types d’entérotoxines sont retrouvées chez les ETEC, soit les thermolabiles, comme la toxine LT, et les thermostables, comme EAST-1, STa et STb. Cette dernière est composée de 48 acides aminés et est impliquée dans la pathologie causée par les ETEC. Pour la première fois un variant de la toxine STb fut découvert dans une étude. Nous avons alors émis l’hypothèse qu’il y a présence de variants dans la population de souches ETEC du Québec. Dans les 100 souches STb+ analysées, 23 possédaient le gène de la toxine avec une variation dans la séquence génétique : l’asparagine était présente en position 12 remplaçant ainsi l’histidine. Une corrélation entre la présence du variant et la présence de facteurs de virulence retrouvés dans ces 100 souches ETEC étudiées a été effectuée. Ce variant semble fortement associé à la toxine STa puisque toutes les souches variantes ont hybridé avec le gène codant pour cette dernière. Étant donné sa présence répandue dans la population de souches ETEC du Québec, nous avons de plus émis l’hypothèse que ce variant a des caractéristiques biologiques altérées par rapport à la toxine sauvage. L’analyse par dichroïsme circulaire a montré que le variant et la toxine sauvage ont une structure secondaire ainsi qu’une stabilité similaires. Par la suite, l’attachement au récepteur de la toxine, le sulfatide, a été étudié par résonnance plasmonique de surface (biacore). Le variant a une affinité au sulfatide légèrement réduite comparativement à la toxine sauvage. Puisque l’internalisation de la toxine fut observée dans une étude précédente et qu’elle semble liée à la toxicité, nous avons comparé l’internalisation du variant et de la toxine sauvage à l’intérieur des cellules IPEC-J2. L’internalisation du variant dans les cellules est légèrement supérieure à l’internalisation de la toxine sauvage. Ces résultats suggèrent que le variant est biochimiquement et structurellement comparable à la toxine sauvage.

Étude des voies d’internalisation de l’entérotoxine STb d’Escherichia coli dans des lignées cellulaires

L’entérotoxine stable à la chaleur STb est produite par les Escherichia coli entérotoxinogènes (ETEC). Son rôle dans la diarrhée post-sevrage porcine est établi. L’internalisation de STb a été observée dans des cellules épithéliales intestinales humaines et de rat. Cependant, le mécanisme d’internalisation n’est pas totalement compris, particulièrement dans le jéjunum porcin, la cible in vivo de STb. Par la cytométrie en flux, nous avons examiné l’internalisation de STb couplée à un marqueur fluorescent dans les cellules épithéliales intestinales porcines IPEC-J2 et les fibroblastes murins NIH3T3. Nos résultats révèlent que l’internalisation de STb est températureindépendante dans les IPEC-J2 tandis qu’elle est température-dépendante dans les NIH3T3, où la réorganisation de l’actine est aussi nécessaire. Toutefois, les niveaux de sulfatide, le récepteur de STb, sont semblables à la surface des deux lignées. Le sulfatide est internalisé à 37°C de façon similaire entre les deux types cellulaires. La rupture des lipid rafts, les microdomaines membranaires contenant le sulfatide, par la méthyl-βcyclodextrine ou la génistéine, n’affecte pas l’internalisation de STb dans les deux lignées. Notre étude indique que le mécanisme d’internalisation de STb est dépendant du type cellulaire. L’activité de la cellule hôte peut être requise ou non. Le récepteur de STb, le sulfatide, n’est pas directement impliqué dans ces mécanismes. L’internalisation activité cellulaire-dépendante suggère une endocytose, nécessitant la réorganisation de l’actine mais pas les lipid rafts. L’internalisation de STb est donc un processus complexe dépendant du type cellulaire, qu’il apparait plus relevant d’étudier dans des modèles cellulaires représentatifs des conditions in vivo.

Escherichia coli STb toxin induces apoptosis in intestinal epithelial cell lines

La toxine stable à la chaleur de type b (STb) est une des toxines produites par les souches Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) impliquée dans le développement de la diarrhée. Une étude antérieure par Goncalves et al. (2009) a démontré que les cellules ayant internalisé la toxine STb démontraient une morphologie qui rappelle l’apoptose. Le changement du potentiel membranaire observé par Goncalves et al. (2009) nous a incité à vérifier la capacité de la toxine STb à induire l’apoptose des cellules HRT-18 et IEC-18 par la voie intrinsèque. Les cellules HRT-18 et IEC-18 ont été traitées avec de la toxine purifiée pour une durée de 24 heures puis ells ont été récoltées et examinées pour des caratéristiques de l’apoptose. L’activation des caspases-9 et -3, mais pas de la caspase-8, a été observée dans les deux lignées cellulaires à l’aide des substrats fluorescents spécifiques pour chaque caspase. L’ADN extrait des cellules HRT-18 et IEC-18 a révélé une fragmentation lorsque migré sur gel d’agarose. La condensation et la fragmentation des noyaux ont été observées en microscopie à fluorescence suite à une coloration de l’ADN au Hoechst 33342. Les indices apoptotiques des cellules HRT-18 et IEC-18 traitées avec des quantités croissantes de STb montrent une dose-réponse pour les deux lignées. L’activation de la caspase-9 est une indication que la voie intrinsèque de l’apoptose est activée dans les cellules HRT-18 et IEC-18. L’absence de l’activation de la caspase-8 démontre que la voie extrinsèque n’est pas impliquée dans la mort cellulaire médiée par STb.

Caractérisation de l'effet des adjuvants CpG et toxine choléra sur la réponse immunitaire générée par le fimbriae F4 administré oralement chez le porc

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L’entérotoxine STb d’Escherichia coli déloge la claudine-1 des jonctions serrées

Escherichia coli produit diverses entérotoxines thermolabiles et thermostables. STb est une toxine de faible poids moléculaire résistant à la chaleur chargée de la diarrhée chez les animaux de la ferme. Une étude antérieure a montré que les cellules ayant internalisé la toxine STb provoquent un dysfonctionnement de la barrière épithéliale par des changements dans les protéines des jonctions serrées (TJ). Ces modifications contribuent probablement à la diarrhée observée. Pour mieux comprendre le mécanisme de l'augmentation de la perméabilité intestinale, nous avons traité les cellules du côlon humain (T84) avec la toxine purifiée STb une fois que les cellules ont été récoltées et les protéines extraites. Après l'utilisation d'une solution contenant 1% de Nonidet P-40 (un détergent non dénaturant, non ionique), nous avons étudié la distribution de la claudine -1, une protéine majeure des TJs, responsable de l'imperméabilité de l'épithélium, entre la membrane (NP40-insoluble) et le cytoplasme (NP40-soluble). En utilisant l’immunoblot et la microscopie confocale, nous avons observé que le traitement des monocouches de cellules T84 avec STb induit la redistribution de la claudine-1. Après 24h, les cellules cultivées en milieu faible en Ca+ (5 uM) et traitées par STb, ont montré qu’environ 40 % de plus de la claudine-1 se sont délogées dans le cytoplasme par comparaison au contrôle. En passant d’un milieu faible à un milieu contenant des quantités physiologiques de Ca++ (1,8 mM) nous avons observé une augmentation du taux de claudine- 1 délogé, comme la délocalisation comparable et ce, après 6h. Un milieu supplémenté avec la même concentration de Mg++ ou Zn++ n'a pas affecté le taux de délogement comparé au milieu contenant une faible teneur en Ca++. En utilisant des anticorps anti-phosphosérine et anti-phosphothréonine, nous avons observé que la perte des claudines-1 de la membrane a été accompagnée par une déphosphorylation de cette protéine des TJs. Dans l'ensemble, nos résultats ont montré une importante redistribution de la claudine-1 dans les cellules traitées par la toxine STb. La perte de la claudine-1 phosphorylée de la membrane est susceptible d'être impliquée dans la perméabilité accrue observée. Les mécanismes par lesquels ces changements sont provoqués restent à élucider.

Multiple antibiotic resistance profiles of various Escherichia coli serotypes isolated from Cochin Estuary

A total of eighty-one Escherichia coli isolates belonging to forty-three different serotypes including several pathogenic strains such as enterotoxigenic E. coli (ETEC), enterohaemorrhagic E. coli (EHEC), enteropathogenic E. coli (EPEC) and uropathogenic E. coli (UPEC) isolated from Cochin estuary between November 2001 and October 2002 were tested against twelve antibiotics to determine the prevalence of multiple antibiotic resistance (MAR) and antimicrobial resistance profiles as a measure of high risk source of contamination. The results revealed that more than 95% of the isolates were multiple antibiotic resistant (resistant to more than three antibiotics). The MAR indexing of the isolates showed that all these strains originated from high risk source of contamination. The incidence of multiple antibiotic resistant E. coli especially the pathogenic strains in natural waters will pose a serious threat to human population

Prevalence of multi drug resistant Escherichia coli serotypes in a tropical estuary,India

A toatal of 81 Escherichia coliisolates belonging to 43 different serotypes including several pathogenic strains such as enterotoxigenic E.coli isolated from a tropical estuary were tested against 12 antibiotics to determine the prevelance of multiple antibiotic resistance, antimicrobial resistance profiles and also to find out high risk source of contamination by MAR indexing.

Lactulose and Lactobacillus plantarum, a potential complementary synbiotic to control postweaning colibacillosis in piglets

The potential of a prebiotic oligosaccharide lactulose, a probiotic strain of Lactobacillus plantarum, or their synbiotic combination to control postweaning colibacillosis in pigs was evaluated using an enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) K88 oral challenge. Seventy-two weanlings were fed four diets: a control diet (CTR), that diet supplemented with L. plantarum (2 × 10(10) CFU · day(-1)) (LPN), that diet supplemented with 10 g · kg(-1) lactulose (LAC), or a combination of the two treatments (SYN). After 7 days, the pigs were orally challenged. Six pigs per treatment were euthanized on days 6 and 10 postchallenge (PC). Inclusion of lactulose improved the average daily gain (ADG) (P < 0.05) and increased lactobacilli (P < 0.05) and the percentage of butyric acid (P < 0.02) in the colon. An increase in the ileum villous height (P < 0.05) and a reduction of the pig major acute-phase protein (Pig-MAP) in serum (P < 0.01) were observed also. The inclusion of the probiotic increased numbers of L. plantarum bacteria in the ileum and colon (P < 0.05) and in the total lactobacilli in the colon and showed a trend to reduce diarrhea (P = 0.09). The concentrations of ammonia in ileal and colonic digesta were decreased (P < 0.05), and the villous height (P < 0.01) and number of ileal goblet cells (P < 0.05) increased, at day 10 PC. A decrease in plasmatic tumor necrosis factor alpha (TNF-α) (P < 0.01) was also seen. The positive effects of the two additives were combined in the SYN treatment, resulting in a complementary synbiotic with potential to be used to control postweaning colibacillosis.

Domestic Cats Constitute a Natural Reservoir of Human Enteropathogenic Escherichia coli Types

Feces of 70 diarrhoeic and 230 non-diarrhoeic domestic cats from Sao Paulo, Brazil were investigated for enteropathogenic (EPEC), enterohaemorrhagic (EHEC) and enterotoxigenic (ETEC) Escherichia coli types. While ETEC and EHEC strains were not found, 15 EPEC strains were isolated from 14 cats, of which 13 were non-diarrhoeic, and one diarrhoeic. None of 15 EPEC strains carried the bfpA gene or the EPEC adherence factor plasmid, indicating atypical EPEC types. The EPEC strains were heterogeneous with regard to intimin types, such as eae-theta (three strains), eae-kappa (n = 3), eae-alpha 1 (n = 2), eae-iota (n = 2), one eae-alpha 2, eae-beta 1 and eae-eta each, and two were not typeable. The majority of the EPEC isolates adhered to HEp-2 cells in a localized adherence-like pattern and were positive for fluorescence actin staining. The EPEC strains belonged to 12 different serotypes, including O111:H25 and O125:H6, which are known to be pathogens in humans. Multi locus sequence typing revealed a close genetic similarity between the O111:H25 and O125:H6 strains from cats, dogs and humans. Our results show that domestic cats are colonized by EPEC, including serotypes previously described as human pathogens. As these EPEC strains are also isolated from humans, a cycle of mutual infection by EPEC between cats and its households cannot be ruled out, though the transmission dynamics among the reservoirs are not yet understood clearly.

CD8(+) T cell adjuvant effects of Salmonella FliCd flagellin in live vaccine vectors or as purified protein

Salmonella flagellin, the flagellum structural subunit, has received particular interest as a vaccine adjuvant conferring enhanced immunogenity to soluble proteins or peptides, both for activation of antibody and cellular immune responses. In the present study, we evaluated the Salmonella enterica FliCd flagellin as a T cell vaccine adjuvant using as model the 9-mer (SYVPSAEQI) synthetic H2(d)-restricted CD8(+) T cell-specific epitope (CS(280-288)) derived from the Plasmodium yoelii circumsporozoite (G) protein. The FliCd adjuvant effects were determined under two different conditions: (i) as recombinant flagella, expressed by orally delivered live S. Dublin vaccine strains expressing the target CS(280-288) peptide fused at the central hypervariable domain, and (ii) as purified protein in acellular vaccines in which flagellin was administered to mice either as a recombinant protein fused or admixed with the target CS(280-288) peptide. The results showed that CS(280-288)-specific cytotoxic CD8(+) T cells were primed when BALB/c mice were orally inoculated with the expressing the CS280-288 epitope S. Dublin vaccine strain. In contrast, mice immunized with purified FliCd admixed with the CS280-288 peptide and, to a lesser extent, fused with the target peptide developed specific cytotoxic CD8(+) T cell responses without the need of a heterologous booster immunization. The CD8(+) T cell adjuvant effects of flagellin, either fused or not with the target peptide, correlated with the in vivo activation of CD11c(+) dendritic cells. Taken together, the present results demonstrate that Salmonella flagellins are flexible adjuvant and induce adaptative immune responses when administered by different routes or vaccine formulations. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The type II secretion system and its ubiquitous lipoprotein substrate, SsIE are required for biofilm formation and virulence of enteropathogenic escherichia coli

Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) is a major cause of diarrhea in infants in developing countries. We have identified a functional type II secretion system (T2SS) in EPEC that is homologous to the pathway responsible for the secretion of heat-labile enterotoxin by enterotoxigenic E. coli. The wild-type EPEC T2SS was able to secrete a heat-labile enterotoxin reporter, but an isogenic T2SS mutant could not. We showed that the major substrate of the T2SS in EPEC is SslE, an outer membrane lipoprotein (formerly known as YghJ), and that a functional T2SS is essential for biofilm formation by EPEC. T2SS and SslE mutants were arrested at the microcolony stage of biofilm formation, suggesting that the T2SS is involved in the development of mature biofilms and that SslE is a dominant effector of biofilm development. Moreover, the T2SS was required for virulence, as infection of rabbits with a rabbit-specific EPEC strain carrying a mutation in either the T2SS or SslE resulted in significantly reduced intestinal colonization and milder disease.

The effect of plant tissue and vaccine formulation on the oral immunogenicity of a model plant-made antigen in sheep

Antigen-specific antibody responses against a model antigen (the B subunit of the heat labile toxin of enterotoxigenic Escherichia coli, LTB) were studied in sheep following oral immunisation with plant-made and delivered vaccines. Delivery from a root-based vehicle resulted in antigen-specific immune responses in mucosal secretions of the abomasum and small intestine and mesenteric lymph nodes. Immune responses from the corresponding leaf-based vaccine were more robust and included stimulation of antigen-specific antibodies in mucosal secretions of the abomasum. These findings suggest that oral delivery of a plant bioencapsulated antigen can survive passage through the rumen to elicit mucosal and systemic immune responses in sheep. Moreover, the plant tissue used as the vaccine delivery vehicle affects the magnitude of these responses.

Use of the wound-inducible NtQPT2 promoter from Nicotiana tabacum for production of a plant-made vaccine

The wound-inducible quinolinate phosphoribosyl transferase promoter from Nicotiana tabacum (NtQPT2) was assessed for its capacity to produce B-subunit of the heat-labile toxin (LTB) from enterotoxigenic Escherichia coli in transgenic plant tissues. Comparisons were made with the widely used and constitutive Cauliflower Mosaic Virus 35S (CaMV35S) promoter. The NtQPT2 promoter produced somewhat lower average concentrations of LTB protein per unit weight of hairy root tissue but allowed better growth thereby producing similar or higher overall average yields of LTB per culture batch. Transgenic tobacco plants containing the NtQPT2-LTB construct contained LTB protein in roots but not leaves. Moreover, wounding NtQPT2-LTB transgenic plants, by removal of apices, resulted in an approximate 500% increase in LTB levels in roots when analysed several days later. CaMV35S-LTB transgenic plants contained LTB protein in leaves and roots but wounding made no difference to their LTB content.

Enterotoxigenicidade de cepas de Aeromonas sp. isoladas em diferentes pontos do fluxograma de abate bovino

Com o objetivo de verificar a capacidade enterotoxigênica de cepas de Aeromonas sp. isoladas em diferentes produtos e locais no fluxograma de abate bovino, foram testadas 102 cepas (18 da espécie A. hydrophila, 65 da espécie A. caviae e 19 atípicas) ante os testes de inoculação intragástrica em camundongo lactente e em alça intestinal ligada de coelho. Revelaram-se como produtoras de enterotoxinas três (16,7%) cepas da espécie A. hydrophila, originárias das mãos do manipulador antes que ele iniciasse seus trabalhos e da carne desossada pronta para o consumo, e uma (1,5%) da espécie A. caviae, também isolada das mãos. Os resultados são preocupantes pela presença de cepas enterotoxigênicas de bactérias do gênero Aeromonas em indústria de alto nível higiênico-sanitário.

Ocorrência de Bacillus cereus em leite integral e capacidade enterotoxigênica das cepas isoladas

Pesquisaram-se a presença de Bacillus cereus e a produção de enterotoxinas produzidas por esses microrganismos em 120 amostras de diversos tipos de leite. Bacillus cereus foi isolado e identificado em 22 (73,3%), 15 (50,0%), 29 (96,7%) e quatro (13,3%) amostras de leite em pó, cru, pasteurizado e UAT (longa vida), respectivamente. Para a detecção de enterotoxinas pela técnica da alça ligada de coelho, foram positivos, respectivamente, três (13,6%), um (7,1%) e 10 (35,7%) microrganismos isolados das amostras de leite em pó, leite cru e leite pasteurizado. Pelo teste de aumento de permeabilidade vascular, dois (9,1%), um (7,1%), um (3,6%) e um (4,0%) microrganismos isolados de leite em pó, cru, pasteurizado e UAT apresentaram-se enterotoxigênicos, respectivamente. O uso da técnica de aglutinação passiva em látex demonstrou a produção da toxina diarréica por três (33,3%), sete (63,6%), quatro (30,8%) e oito (80,0%) microrganismos isolados, respectivamente, de leite em pó, cru, pasteurizado e UAT. Os resultados indicam um risco potencial, podendo colocar em risco a saúde dos consumidores desses produtos.