Asociación de variabilidad genética y fenótipica de Escherichia coli enteropatógena (EPEC) con cuadros de diarrea en niños menores de un año

Abstract

Escherichia coli enteropatogéna (EPEC) se encuentra entre una de las principales causantes de diarrea en niños de países en vías de desarrollo, estas bacterias pueden ser calsificadas en típicas (tEPEC) y atípicas (aEPEC) dependiendo de la presencia o ausencia de un plásmido llamado EAF (E. coli adherence factor), respectivamente. El objetivo de este estudio fue describir la diversidad alélica de genes de virulencia de EPEC, el fenotipo, y su relación con las características clínicas. Se analizaron 120 cepas de EPEC aisladas de un estudio de cohorte en niños menores de un año en Lima. Utilizando la técnica de PCR-RFLP se caracterizaron los alelos de los genes eae (intimina), bfpA (proteína bundlina del bundle-forming pilus) y perA (plasmid encoded regulator). El fenotipo de EPEC fue evaluado mediante la precipitacion de proteínas secretadas (EspA, EspB, EspD y EspC), el ensayo de adherencia y el ensayo de polimerización de actina (FAS). Las cepas aEPEC (eae+, bfp-) fueron más comunes, tanto en casos de diarrea (54/74, 73%) como en controles (40/46, 87%). Del total de cepas evaluadas se encontraron 13 alelos del gen eae; los más frecuentes fueron: beta (34/120, 28%), theta (24/120, 20%), kappa (14/120, 12%) y mu (8/120, 7%). Se encontraron 5 alelos de bfpA; los más frecuentes fueron: beta1/7 (10/26), alpha (7/26) y beta5 (3/26). El alelo gamma del gen eae fue el más frecuente entre los episodios de diarrea de larga duración (> 7 días) que en los de menos duración (3/26, 12% vs. 0/48, 0%, p menor 0.05). Por otro lado, el alelo kappa del gen eae está relacionado con un puntaje cliníco más severos en comparación a otros alelos (p menor 0.05). De los cuatro patrones de adherencia encontrados LA (adherencia localizada); LAL (similar a la LA); DA (adherencia difusa) y IS/NA (bacterias aisladas/no adherencia), el patrón LA se encontró muy frecuente en las tEPEC (eae+, bfpA+) versus las aEPEC dentro de los casos de diarrea (6/8, 75% vs. 2/38, 5%, p menor 0.05), mientras el patrón IS/NA estuvo relacionado a las aEPEC versus las tEPEC en los casos de diarrea (26/38, 68% vs. 1/8, 13%, p menor 0.05). Se encontró que la polimerización de actina estuvo más relacionada a las tEPEC que a las cepas aEPEC en los casos de diarrea (6/8, 75% vs. 1/38, 3%, p menor 0.05).

Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) strains are amongst the major causes of infantile diarrhea in developing countries and can be classified as typical (tEPEC) atypical (aEPEC), depending on the presence or absence of the E. coli adherence factor plasmid (pEAF), respectively. The aim of this study was to describe the allelic diversity of critical virulence EPEC genes, phenotype; and the association of these results with clinical characteristics. 120 EPEC strains isolated from a cohort diarrhea study in Peruvian children were characterized for the allele of eae (intimin), bfpA (bundling pilin protein of bundle-forming pilus) and perA (plasmid encoded regulator) genes by PCR-restriction fragment length polymorphism. The EPEC phenotype was evaluated using, the protein precipitation assay (EspA, EspB, EspD y EspC), the adherence and the actin polymerization assay (FAS). aEPEC strains (eae+, bfp-) were the most common pathotype in diarrhea (54/74, 73%) and control samples from children without diarrhea (40/46, 87%). Overall there were 13 eae alleles; the most common were beta (34/120, 28%), theta (24/120, 20%), kappa (14/120, 12%) and mu (8/120, 7%). There were 5 bfpA alleles; the most common were beta1/7 (10/26), alpha3 (7/26) and beta5 (3/26). There were 3 perA alleles: beta (8/16), alpha (7/16) and gamma (1/16). The gamma-intimin allele was more frequently found in diarrhea episodes of longer duration (>7 days) than shorter (3/26, 12% vs. 0/48, 0%, p less than 0.05). The kappa-intimin allele had the highest clinical severity score in comparison to other alleles (p less than 0.05). Of the four adherence patterns found: LA (localized adherence); LAL (LA-like); DA (diffuse adherence) and IS/NA (isolated strain/ not adherence); LA pattern was more related to tEPEC (eae+, bfpA+) than aEPEC in diarrhea cases (6/8, 75% vs. 2/38, 5%, p less than 0.05). The IS/NA pattern was related to aEPEC compared to tEPEC in diarrhea cases (26/38, 68% vs. 1/8, 13%, p less than 0.05). We found that the actin polimerization (P) was significantly associated to tEPEC in both, diarrhea (6/8, 75% vs. 1/38, 3%, p less than0.05).