Determination of virulence genes, pathogenicity islands and phylogenetic analysis of Extraintestinal Pathogenic Escherichia coli strains isolated from human

Abstract

Escherichia coli Patogênica Extraintestinal (ExPEC) são amplamente estudadas pois, podem ser associadas com vários agentes patogênicos, tais como infecções do trato urinário, meningite neonatal e sepse. Há muitos fatores de virulência (FV) encontrados em ExPEC tais como papC, papG, ecpA, iroN, fyuA, iutA, ompT, tsh, hlyF, hlyA e iss. Esses fatores podem estar presentes em ilhas de patogenicidade (PAI), que podem codificar vários outros FV. De acordo com a classificação filogenética de Clermont, E. coli podem pertencer aos principais grupos A, B1, B2 e D. As bactérias comensais pertencem principalmente ao grupo A e ExPEC distribuem-se mais no grupo B2. Neste estudo, foi analisada a presença de FV, PAI e grupos filogenéticos de 96 amostras de E. coli isoladas de urina e sangue de pacientes do Hospital Universitário de Londrina, e estas amostras foram comparadas com 50 amostras comensais. Destacou-se o FV fyuA (65,60%) em amostras patogênicas e hlyA (54%) em amostras comensais. A comparação da distribuição de ExPEC e amostras comensais nos grupos filogenéticos mostraram que no grupo B2 tivemos mais ExPEC; por outro lado, o grupo A tinha mais amostras comensais. A distribuição das sete PAIs entre as amostras comensais e ExPEC mostrou que a PAI IV536 (44% e 67,7%) foi a mais encontrada em ambos os locais. Estes resultados mostraram que tanto a caracterização filogenética, a busca de fatores de virulência e a pesquisa de PAI contribuem na análise da patogenicidade das bactérias que causam infecções, auxiliando na compreensão da sua patogênese.Extraintestinal Pathogenic Escherichia coli (ExPEC) are widely studied because they can be associated with various pathogens such as urinary tract infections, neonatal meningitis and septicemia. There are many virulence factors (VF) found in ExPEC which are papC, papG, ecpA, iroN, fyuA, iutA, ompT, tsh, hlyF, hlyA and iss. They may be present in pathogenicity islands (PAI), which can encode several others VF. According to the phylogenetic classification, E. coli belong to the main groups A, B1, B2 or D, whereas commensal bacteria belong mainly to group A and ExPEC distribute themselves more in group B2. In this study, we analyzed the presence of VF, PAIs and phylogenetic groups of 96 ExPEC strains isolated from urine and blood of patients on the University Hospital of Londrina, and we compared with 50 commensal strains. In this study, we highlight the VF fyuA (65.60%) in pathogenic samples and hlyA (54%) in commensal samples. A comparison of the distribution of ExPEC and commensal strains in the phylogenetic groups showed that in the group B2 we had more ExPEC; on the other hand, group A had more commensal samples. The distribution of the seven PAIs between commensal strains and ExPEC strains showed that PAI IV536 (44% and 67.7%) was the most found in both sites. These results showed that both phylogenetic characterization, the search for virulence factors and PAIs research contribute in the analysis of the pathogenicity of the bacteria that cause infections, aiding in the understanding of their pathogenesis