Análise genômica de uma cepa de Escherichia coli enteroagregativa isolada de infecção de corrente sanguínea

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Carpio, Alejandra Migene Guzmán Del
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Escherichia coli; Bacteremia; EAEC; SPATEs
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42132/tde-02012023-124450/

Escherichia coli tem sido relacionada entre as bactérias Gram negativas mais importantes envolvidas em infecções da corrente sanguínea. Vários são os fatores de virulência produzidos por E. coli patogênicas, dentre os quais destacam-se as proteínas autotransportadoras (AT), associadas à adesão, evasão ao sistema imune, formação de biofilme e toxicidade. Uma família de proteínas AT com atividades proteolíticas é conhecida por SPATE, ou Serine Proteases Autotransporters of Enterobacteriaceae. Em estudos prévios, nosso grupo analisou uma coleção de E. coli isolada de bacteremia, identificando a cepa EC092 que alberga os genes que codificam as SPATEs Pet, Pic, Sat e SepA, característica pouco comum em cepas intestinais ou extraintestinais de E. coli, além dos genes aggR, aatA, aap, aaiA e aaiG, característicos de E. coli enteroagregativa (EAEC). Como esses dados apontavam para o potencial híbrido dessa cepa, o objetivo do presente estudo foi avaliar características genotípicas e fenotípicas da cepa EC092, a fim de determinar o seu potencial híbrido. Para isso, a EC092 foi avaliada quanto à capacidade de secretar essas quatro SPATEs e de resistir à atividade bactericida do soro humsno normal (SHN). Além disso, seu perfil plasmideal foi determinado e seu genoma completo foi analisado in silico. A secreção de Pet, Pic, Sat e SepA em sobrenadantes de cultura foi imunodetectada e a cepa EC092 foi capaz de resistir à atividade bactericida do SHN. O perfil plasmideal mostrou a presença de quatro plasmídeos de alto peso molecular. Após, o genoma completo da EC092 foi sequenciado e analisado, mostrando a sua classificação no filogrupo B1, ST278, sorotipo O165:H4, e detectando a presença de vários genes de virulência marcadores de EAEC (aggR, aatA, aap, aaiA e aaiG) e que codificam as quatro SPATEs (pet, pic, sat e sepA). O genoma da EC092 também contém genes que codificam fímbrias (ECP, LPF, HCP, Curli, F1C e Hra1), toxinas (EAST-1, HlyE e McmL), vários sistemas de captação de ferro (sideróforos e receptores), proteínas autotransportadoras da família AIDA-I (EhaG, Cah, YejA, YfaL e EhaC) e proteínas dos sistemas de secreção do tipo I, II, V e VI. Embora carreando o gene aggR, não foram detectados os genes que codificam as fímbrias de adesão agregativa (AAF), o fator de colonização CS22 e a fímbria AFP. Também não foram detectados os genes que definem o potencial de virulência extraintestinal ou uropatogênico. Análises filogenéticas com cepas de todos os patotipos de E. coli revelaram que o genoma da EC092 é relacionado a cepas de EAEC isoladas de fezes, pertencentes ao filogrupo B1. Também foi avaliada a sua relação com 98 genomas de EAEC isoladas de diferentes regiões geográficas, o que mostrou que quatro cepas de EAEC isoladas de fezes no Quênia (K44V1, K45V1 e K18V1) e no Egito (E13V1D) estão relacionadas a EC092 em um clado. Heatmaps construídos com fatores de virulência de vários genomas de EAEC mostraram que as cepas EC092, K45V1 e K44V1 são altamente semelhantes em termos de virulência. Finalmente, foram realizadas análises da vizinhança genômica entre os genomas dessas três cepas, para confirmar a ortologia dos genes aggR, aap, pet, pic, sat e sepA, além dos operons aatA e aai. A identidade na vizinhança genômica desses genes nos três genomas foi de 100%. Os resultados obtidos neste estudo mostraram que a cepa EC092 isolada de bacteremia é uma linhagem híbrida-patogênica entre EAEC e ExPEC, com potencial de virulência que permitiria a sua translocação do intestino até a corrente circulatória.