Distribucion, cuantificacion y caracterizacion de genes de virulencia de escherichia coli en reservorios animales, humanos y medioambientales

Escherichia coli es un microorganismo comensal que se encuentra normalmente en el intestino de mamiferos y aves, pero que en determinadas ocasiones, puede ser patogeno para humanos y animales. La capacidad de esta Enterobacteria para producir enfermedad reside en la produccion de ciertos factores de virulencia a traves de la expresion de genes de virulencia contenidos en su genoma. Asi, existen diversos tipos de E. coli patogeno de localizacion intestinal que se diferencian entre si en funcion del cuadro clinico que originan y los factores de virulencia asociados con el mismo. Uno de los mas estudiados por tratarse de una zoonosis de transmision alimentaria es el E. coli productor de Shiga toxinas (ECST), cuya distribucion en ciertas especies animales ha sido estudiada en el pasado. Sin embargo, se sabe muy poco acerca de la distribucion de otros patotipos intestinales en animales, ya que tradicionalmente se han aislado exclusivamente de humanos y no se contempla la existencia de otros reservorios importantes en su epidemiologia. Esta Tesis aborda el estudio de ECST y de otros cuatro patotipos intestinales: Enteroagregativo (ECEA), Enterotoxigenico (ECET), Enteropatogeno (ECEP) y Enteroinvasivo (ECEI) mediante la aplicacion de herramientas tradicionales de deteccion unidas a nuevas tecnicas diagnosticas. Los objetivos principales de esta Tesis fueron identificar reservorios de estos cinco patotipos intestinales en muestras y aislados de animales sanos (bovino, porcino, broilers, ciervo, jabali y murcielagos), humanos (sanos y con sintomatologia digestiva) y medioambientales (agua de distintos origenes) para la deteccion y cuantificacion de sus genes de virulencia caracteristicos, asi como de genes asociados a los serotipos O157:H7 y O104:H4 o a otros serogrupos importantes para la salud publica. La metodologia empleada incluyo el aislamiento bacteriologico y la deteccion molecular mediante PCR convencional y PCR en tiempo real, con y sin cuantificacion. Ademas, se evaluaron tambien los patrones de antibiorresistencia de un conjunto de cepas procedentes de animales. Los resultados indicaron que, ademas de ser reservorios de E. coli productor de Shiga toxinas, los animales asintomaticos pueden ser portadores de otros patotipos intestinales en los que no se habia descrito esta posibilidad. Se encontraron ademas cepas hibridas que contenian combinaciones de genes de virulencia tipicos de distintos patotipos intestinales (ECST y ECET), si bien la cepa ECEH/ ECEA O104:H4 no fue aislada. Otro hallazgo importante fue la deteccion del gen aggR caracteristico de los ECEA tipicos y presente en casi todas las matrices estudiadas. Por ultimo, se demostro que la PCR a tiempo real con cuantificacion puede constituir una herramienta util para el cribado epidemiologico de muestras sospechosas, siendo la probabilidad de aislamiento de un clon portador muy limitada cuando hay menos de 1000 copias de un determinado gen en una muestra. Referencias: 1. Donnenberg, M.S., Escherichia coli : pathotypes and principles of pathogenesis. 2nd edition. ed. 2013, Amsterdam: Academic Press. xxi, 576 pages. 2. Frank, C., et al., Epidemic profile of Shiga-toxin-producing Escherichia coli O104:H4 outbreak in Germany. N Engl J Med, 2011. 365(19): p. 1771-80. 3. Diaz-Sanchez, S., et al., Prevalence of Shiga toxin-producing Escherichia coli, Salmonella spp. and Campylobacter spp. in large game animals intended for consumption: relationship with management practices and livestock influence. Vet Microbiol, 2013. 163(3-4): p. 274-81. 4. Karmali, M.A., Infection by Shiga toxin-producing Escherichia coli: an overview. Mol Biotechnol, 2004. 26(2): p. 117-22. 5. Caprioli A, M.A., Michelacci V and Morabito S., Molecular typing of Verocytotoxin producing E. coli (VTEC) strains isolated from food, feed and animals: state of play and standard operating procedures for pulsed field gel electrophoresis (PFGE) typing, profiles interpretation and curation. EFSA supporting publication 2014:EN-704, 55 pp. , 2014. 6. Gortazar, C., et al., Crossing the interspecies barrier: opening the door to zoonotic pathogens. PLoS Pathog, 2014. 10(6): p. e1004129. 7. Cabal A, et al. Detection of virulence-associated genes characteristic of intestinal Escherichia coli pathotypes, including the Enterohemorrhagic / Enteroaggregative O104:H4 in bovines from Germany and Spain. Microbiology and Immunology 2015. 59: 433-42. doi: 10.1111/1348-0421.12275