Efeitos da produção de biofilme e da interação com Acanthamoeba castellanii na virulência de Escherichia coli produtora de toxina Shiga (STEC)

• Main Author: Rebello, Raquel Costa de Luca
• Publication Date: 2020
• Format: Doctoral thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
• Download full: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/14343
• topic: Shiga toxin-producing Escherichia coli; Biofilm; Acanthamoeba castellanii; Virulence; Gene expression; Escherichia coli produtora de toxina Shiga; Biofilme; Acanthamoeba castellanii; Virulência; Expressão gênica; Escherichia coli; Toxinas bacterianas; Escherichia coli Shiga Toxigênica; Toxina Shiga; Acanthamoeba castellanii; CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::MICROBIOLOGIA APLICADA::MICROBIOLOGIA MEDICA

Biofilmes são compostos por agregados celulares envolvidos por matriz extracelular. Para enteropatógenos, como Escherichia coli produtora de toxina Shiga (STEC), o crescimento em biofilme pode contribuir para a persistência, disseminação e para a contaminação cruzada de alimentos e utensílios. Em biofilmes naturais é frequente a ocorrência de amebas de vida livre (AVL) como Acanthamoeba castellanii. AVL podem se estabelecer e prosperar em biofilmes, podendo manter interações com patógenos bacterianos, incluindo STEC. Neste estudo, investigamos a capacidade de STEC de produzirem biofilmes e se o seu cultivo nessa condição impacta a sua virulência. Também investigamos se a interação e passagem de STEC no ambiente intracelular de A. castellanii influencia sua virulência. Avaliamos a expressão de proteínas de STEC relevantes para a produção de biofilme e para a sua virulência após cultivo em biofilme. Foram empregadas técnicas de semeadura em agar para evidenciarmos a expressão de curli e celulose, ensaios de produção de biofilme em poliestireno, testes quantitativos de invasão de células Caco-2 e de amebas, microscopia convencional e de imunofluorescência e testes de PCR em tempo real (qPCR). De 122 cepas STEC provenientes majoritariamente de bovinos e alimentos, 80,3% foram curli+, 64,8% celulose+ e 75,4% produziram biofilme forte ou moderado. De 14 cepas O157:H7 de origem bovina e humana, 71,4% e 85,7% foram negativas para curli e celulose, respectivamente e 78,6% não produziram biofilme. Cinco cepas dos sorotipos O8:H19, O113:H21 (2) e O157:H7 (2) foram selecionadas para testes de invasão. Todas invadiram células Caco-2 quando provenientes de cultivo planctônico, mas o seu cultivo em biofilme reduziu a invasão de forma significativa (P<0,05). As mesmas cepas foram capazes de se associar e sofrer internalização em duas linhagens distintas (T4 e Neff) de A. castellanii. Todas as cepas STEC testadas, especialmente aquelas do sorotipo O157:H7 sobreviveram no interior das amebas pelo menos por 1,5 h. Para uma cepa (784/1; O113:H21), verificamos que a passagem pelo compartimento intracelular de A. castellanii resulta em exacerbação da atividade invasora. Através de qPCR observamos variações nos perfis de expressão dos genes de adesinas, de virulência e de resposta ao estresse em populações bacterianas provenientes de biofilme. O crescimento em biofilme resultou na expressão do gene csgA e nas cepas não-O157, dos genes associados a estresse (norV, oxyR, soxR). Na cepa STEC O157:H7 os genes de virulência (stx2c, ler, espfU, iha e lpfA1) foram reprimidos, enquanto lpfA2 foi expresso. Consideramos que estes achados são de interesse para o campo da Saúde Pública, dado o caráter patogênico de STEC e a possibilidade de sua persistência no ambiente através da produção de biofilmes e a potencialização da sua virulência pela interação com protozoários comumente encontrados em biofilmes formados no ambiente natural.