RESUMO
ABSTRACT BACKGROUND: Enteroaggregative Escherichia coli (EAEC) is one of the main acute and chronic diarrhea causes both in children and adults, mainly in developing countries. OBJECTIVE: The aim of the present study is to characterize EAEC strains isolated from faecal samples and to identify genes potentially contributing to virulence, biofilm production and antimicrobial resistance in children admitted to a pediatric hospital in Porto Velho, Rondônia State. METHODS: The total of 1,625 E. coli specimens were isolated from 591 children in the age group 6 years or younger who were hospitalized in Cosme and Damião Children Hospital in Porto Velho, between February 2010 and February 2012, with acute gastroenteritis. Colonies suggestive of E. coli were subjected to polymerase chain reaction testing in order to identify the virulence factors. The in vitro adhesion assays using HEp-2 adherence were tests. Biofilm detection through spectrophotometry and antimicrobial susceptibility tests were conducted in the disk diffusion method. RESULTS: The mentioned study examined 591 stool samples from children with diarrhea. Diarrheogenic E. coli was found in 27.4% (162/591) of the children. EAEC was the diarreagenic E. coli most frequently associated with diarrhea 52.4% (85/162), which was followed by enteropathogenic E. coli 43.8% (71/162), enterotoxigenic E. coli 2.4% (4/162), and enterohemorrhagic E. coli 1.2% (2/162). The aggR gene was detected in 63.5% (54/85) of EAEC isolates; moreover, statistically significant correlation was observed among typical EAEC (aggR) and aatA (P<0.0001), irp2 (P=0.0357) and shf (P=0.0328). It was recorded that 69% (59/85) of the 85 analyzed EAEC strains were biofilm producers; 73% (43/59) of the biofilm producers carried the aggR gene versus 42.3% (11/26) of non-producers (P=0.0135). In addition, there was association between the aatA gene and biofilm production; 61% (36/59) of the samples presented producer strains, versus 19.2% (5/26) of non-producers (P<0.0004). Antibiotic sensitivity test evidenced that most EAEC were ampicillin 70.6% (60/85), sulfamethoxazole 60% (51/85), tetracycline 44.7% (38/85) and cefotaxime 22.4% (19/85) resistant. CONCLUSION: As far as it is known, the present study is pioneer in Northern Brazil to investigate EAEC virulence factors and to show the antimicrobial susceptibility of EAEC strains isolated from children with diarrhea.
RESUMO CONTEXTO: A Escherichia coli enteroagregativa (EAEC) é um dos principais agentes causadores de diarreia aguda e crônica em crianças e adultos, principalmente em países em desenvolvimento. OBJETIVO: Caracterizar cepas de EAEC isoladas de amostras fecais e identificar genes que potencialmente contribuem para a virulência, produção de biofilme e resistência antimicrobiana em crianças internadas em um hospital pediátrico em Porto Velho, Rondônia. MÉTODOS: Um total de 1.625 cepas de E. coli foram isolados de 591 crianças com gastroenterite aguda na faixa etária de 6 anos que foram internadas no Hospital Infantil Cosme e Damião na cidade de Porto Velho, entre fevereiro de 2010 e fevereiro de 2012. Colônias sugestivas de E. coli foram submetidas a reação em cadeia da polimerase para identificação de fatores de virulência. O ensaio de adesão in vitro foi desenvolvido com célula HEp-2. A detecção de biofilme foi realizada através do teste de espectrofotometria e os testes de susceptibilidade aos antimicrobiana foram realizados através do método de difusão em disco. RESULTADOS: A E. coli diarreiogênica foi encontrada em 27,4% (162/591) das crianças e a EAEC foi a E. coli diarreiogênica mais frequentemente associada à diarreia com 52,4% (85/162), seguida pela E. coli enteropatogênica 43,8% (71/162), E. coli enterotoxigênica 2,4% (4/162) e E. coli enterohemorrágica 1,2% (2/162). O gene aggR foi detectado em 63,5% (54/85) dos isolados de EAEC com correlação estatisticamente significante entre esse gene com os genes aatA (P<0,0001), irp2 (P=0,0357) e shf (P=0,0328). Neste estudo 69% (59/85) das cepas de EAEC eram produtoras de biofilme, destas 73% (43/59) possuíam o gene aggR, ao passo que entre as não produtoras 42,3% (11/26) possuíam o gene (P=0,0135). Essa associação também foi observada com o gene aatA, presente em 61% (36/59) das cepas produtoras e em 19,2% (5/26) das não produtoras (P<0,0004). O teste de sensibilidade aos antibimicrobianos evidenciou que a maioria das EAEC eram resistentes a ampicilina 70,6% (60/85), ao sulfametoxazol 60% (51/85), a tetraciclina 44,7% (38/85) e a cefotaxima 22,4% (19/85). CONCLUSÃO: Este é o primeiro estudo no Norte do Brasil sobre a investigação dos fatores de virulência de EAEC mostrando a susceptibilidade antimicrobiana de cepas de EAEC isoladas de crianças com diarreia.
Assuntos
Humanos , Masculino , Feminino , Lactente , Pré-Escolar , Biofilmes/crescimento & desenvolvimento , Diarreia/microbiologia , Escherichia coli/isolamento & purificação , Escherichia coli/fisiologia , Infecções por Escherichia coli/microbiologia , Virulência/genética , Brasil/epidemiologia , Testes de Sensibilidade Microbiana , Reação em Cadeia da Polimerase , Prevalência , Diarreia/epidemiologia , Escherichia coli/efeitos dos fármacos , Infecções por Escherichia coli/epidemiologia , Fezes/microbiologia , Genes Bacterianos/genéticaRESUMO
ABSTRACT BACKGROUND: The association between infection with Helicobacter pylori and different gastroduodenal diseases is related to bacterial, host and environmental factors. Studies have demonstrated an association between the genetic diversity of H. pylori, especially in the vacA and cagA genes, and the development of digestive diseases such as peptic ulcer and gastric cancer. In addition, the nature of the host inflammatory response may explain these different manifestations of infection caused by this microorganism. In this respect, host factors that regulate the immune and inflammatory responses involving the functional interaction of H. pylori infection with different components of the immune system, particularly T cells, in gastroduodenal diseases still need further investigation. OBJECTIVE: To characterize the immune response, including immunity induced by infection with H. pylori, especially virulent strains (vacA alleles and cagA gene), by analyzing the cytokine profile and T-cell population present in gastroduodenal diseases in a Brazilian population. METHODS: In a prospective study, gastric biopsies were collected from 554 patients with different gastroduodenal diseases for histological analysis and for the determination of bacterial genotype and cytokine production (IL-4, IL-10, IFN-γ and IL-12) by ELISA. RESULTS: The predominant genotype of the H. pylori strains isolated from the patients studied was s1m1cagA+, which was more common among patients with gastric ulcer, duodenal ulcer and gastric cancer. A significant association was observed between the s1m1cagA+ genotype and a higher degree of inflammation, higher neutrophil activity and the development of intestinal metaplasia. The gastric concentrations of IFN-γ and IL-12 were significantly higher in patients infected with H. pylori than in uninfected individuals. Higher levels of these cytokines were detected in patients with gastric ulcer and cancer, while the levels of IL-4 and IL-10 in the gastric mucosa were lower in these patients. In addition, IFN-γ and IL-12 concentrations in gastric biopsies were higher in patients infected with the virulent s1m1cagA+ genotype. In contrast, IL-4 and IL-10 levels were higher in tissue infected with s2m2cagA in gastric biopsies. CONCLUSION: Our study shows that the interaction between the type of infectious strain and the Th1 immune response can influence and perpetuate gastric inflammation, and thus contributes to the development of the different clinical manifestations of H. pylori infection.
RESUMO CONTEXTO: A associação da infecção por Helicobacter pylori com diferentes doenças gastroduodenais pode estar associada a fatores bacterianos, do hospedeiro e do ambiente. Nesse contexto, estudos têm demonstrado que a diversidade genética do H. pylori, sobretudo nos genes vacA e cagA, está associada ao desenvolvimento de doenças gastroduodenais como a úlcera péptica e o câncer gástrico. Além disso, a natureza da resposta inflamatória do hospedeiro pode explicar essas diferentes manifestações da infecção por esse microrganismo. Portanto, fatores do hospedeiro que regulam as respostas imunológica e inflamatória, envolvendo a interação funcional da infecção por H. pylori com diferentes membros do compartimento imunológico, especialmente respostas imunes de células T nas doenças gastroduodenais, ainda precisam ser melhor estudados. OBJETIVO: Caracterizar a resposta imune, incluindo imunidade induzida por infecção pelo H. pylori, especialmente com cepas virulentas de H. pylori (alelos vacA e gene cagA), através da análise do perfil de citocinas e da caracterização da população de células T presentes em doenças gastroduodenais em nossa população. MÉTODOS: Em um estudo prospectivo, foram coletadas biópsias gástricas de 554 pacientes portadores das diferentes doenças gastroduodenais. Nas amostras biológicas destes pacientes foi realizada a determinação do genótipo bacteriano e a detecção das citocinas IL-4, IL-10, INF-γ e IL-12 através do método Elisa. Foram obtidas biópsias gástricas para avaliação histológica. RESULTADOS: Observamos que o genótipo predominante nas cepas de H. pylori isoladas dos pacientes estudados foi s1m1cagA positivo, sendo mais frequentes entre os pacientes com úlcera gástrica, úlcera duodenal e câncer gástrico. Houve associação significativa das cepas com o genótipo s1m1cagA positivo com maior grau de inflamação, atividade neutrofílica e desenvolvimento de metaplasia intestinal. As concentrações gástricas de INF-γ e IL-12 foram significativamente mais elevadas em pacientes infectados pelo H. pylori do que nos não infectados. Foram detectados níveis mais elevados dessas citocinas nos portadores de úlcera e câncer gástrico, sendo que nesses pacientes foram observados níveis mais baixos de IL-4 e IL-10 na mucosa gástrica. Além disso, as concentrações de INF-γ e IL-12 em biópsias gástricas, foram mais elevadas nos pacientes portadores das cepas bacterianas virulentas s1m1cagA+. Contrariamente, os níveis de IL-4 e IL-10 foram maiores em tecido infectado por cepas s2m2cagA. Pacientes com maior grau de inflamação, de atividade neutrofílica e presença de metaplasia intestinal, apresentaram níveis mais elevados de INF-γ e IL-12 e uma concentração mais baixa de IL-4 e IL-10 nas biópsias gástricas. CONCLUSÃO: Nosso estudo demonstra que a interação entre o tipo de cepa infectante e resposta imunológica com perfil Th1, podem influenciar e perpetuar a inflamação gástrica contribuindo para o desenvolvimento de diferentes manifestações clínicas na infecção pelo H. pylori.