Prevalência, caracterização molecular e potencial patogênico de isolados híbridos de Escherichia coli patogênica obtidos de infecções do trato urinário

Abstract

Escherichia coli patogênica pode causar diversos tipos de infecção no hospedeiro humano. Os isolados de E. coli que causam infecções do trato urinário (ITUs) são denominados E. coli uropatogênica (UPEC), enquanto os isolados causadores de diarreia são denominados E. coli diarreiogênica (DEC). As DEC são classificados em seis patotipos, com base em seus fatores de virulência, sendo E. coli enteropatogênica (EPEC) e enteroagregativa (EAEC) as mais frequentemente detectadas no Brasil. Alguns isolados de E. coli podem albergar em seu genoma genes codificadores de fatores de virulência tanto de UPEC quanto da DEC, sendo, portanto, denominados híbridos UPEC/DEC. Neste trabalho, investigamos a frequência de marcadores DEC em 594 isolados de UPEC provenientes de ITUs ocorridas no município de Botucatu. Posteriormente, investigamos importantes características genotípicas e fenotípicas nesses isolados híbridos. Primeiramente, observou-se que 13 isolados (2,2%) foram classificados como híbridos (3 UPEC/EPEC e 10 UPEC/EAEC), sendo a maioria classificada nos filogrupos D (53,8%) e A (30,7%). Todos os isolados híbridos UPEC/EAEC, com exceção de um, albergavam o gene aggR, e os genes codificadores das fímbrias de aderência agregativa (AAF/I-V) mais frequentes foram agg3A (40%) e aggA (30%). Entre os genes codificadores de fatores de virulência de UPEC, observamos que fimH (92,35%), picU (84,6%), fyuA (76,9%), iutA (69,2%) e KpsMTII (61,5%) foram os mais frequentes entre esses híbridos, sendo os dois últimos detectados apenas em isolados de UPEC/EAEC. Apenas dois isolados híbridos foram resistentes ao antimicrobiano sulfametoxazol-trimetoprima e um foi produtor de betalactamases de espectro estendido (ESBL+). Em conclusão, mostramos que os híbridos UPEC/DEC são responsáveis pelas ITUs sintomáticas ocorridas no município de Botucatu e que a diversidade de genes codificadores de fatores de virulência detectados reforça a alta plasticidade genômica desses isolados híbridos

Pathogenic Escherichia coli can cause several types of infection in the human host. E. coli isolates causing urinary tract infections (UTIs) are termed uropathogenic E. coli (UPEC), while isolates causing diarrhea are termed diarrheagenic E. coli (DEC). DEC are classified into six pathotypes, based on their virulence factors, with enteropathogenic (EPEC) and enteroaggregative E. coli (EAEC) as the most frequently detected in Brazil. Some E. coli isolates harbor virulence factor-encoding genes from both UPEC and DEC and are designated hybrid UPEC/DEC. Here we investigated the frequency of DEC markers in 594 UPEC isolates from UTIs occurred in Botucatu, Brazil. Subsequently, we investigated important genotypic and phenotypic characteristics in these hybrid isolates. First, we observed that 13 isolates (2.2%) were classified as hybrids (3 UPEC/EPEC and 10 UPEC/EAEC), with the majority classified in the phylogroups D (53.8%) and A (30.7%). All but one hybrid UPEC/EAEC harbored the aggR gene; and the most frequent aggregative adherence fimbria-encoding genes were agg3A (40%) and aggA (30%). Among the virulence factor-encoding genes from UPEC, we observed that fimH (92.35%), picU (84.6), fyuA (76.9%), iutA (69.2%) and KpsMTII (61.5%) were the most frequent among these hybrids, with the last two being detected only in UPEC/EAEC. Only two hybrid isolates were resistant to trimethoprim-sulfamethoxazole, and one was an Extended-spectrum beta-lactamases producer. In conclusion, we showed that UPEC/DEC hybrids are responsible for symptomatic UTIs occurred in Botucatu, Brazil; and the diversity of virulence factor-encoding genes detected reinforces the high genomic plasticity of these hybrids