Caracterización del profago portador de stx2a de una cepa de Escherichia coli O145:H- que no expresa toxina Shiga

Abstract

Escherichia coli productor de toxina Shiga (STEC) es agente causal en humanos de diarrea, colitis hemorrágica (CH) y síndrome urémico hemolítico (SUH). Esta toxina está codificada en fagos que se encuentran integrados en el genoma bacteriano (profagos), y la expresión y secreción de la misma están asociadas al ciclo lítico de estos fagos. Las cepas STEC productoras del subtipo 2a de la toxina son las que se aíslan con mayor frecuencia de casos de CH y SUH, y el serotipo más reportado es O157:H7, seguido, en Argentina, por O145:H-. Estudios previos en nuestro laboratorio mostraron que la mayoría de las cepas O145:H- analizadas expresaban stx2a y producían fagos Stx2a, independientemente de su origen (humano o bovino). La excepción fue una cepa aislada de humano (denominada 355), por lo cual se decidió secuenciar su genoma para identificar características que pudieran explicar estas diferencias. El objetivo se centró en analizar genéticamente al profago que porta el gen stx2a de esta cepa y compararlo con el profago ArgO145 de una cepa STEC O145:H- de Argentina que expresa la toxina y produce partículas infectivas del fago. El ADN de la cepa 355 se extrajo con un kit comercial y se secuenció el genoma completo mediante la plataforma Illumina MiSeq obteniendo lecturas pareadas de 250 pb con una cobertura mínima de 60 veces. El ensamble de novo de los contigs se realizó utilizando el software CLC Genomics Workbench (Qiagen) y el análisis comparativo a través de BLAST (www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST).Se detectó stx2a en un contig que, si bien no cubre todo el genoma del fago, contiene también los genes codificantes de las proteínas regulatorias CI, Cro y Q. Este contig presentó 100% de identidad con ArgO145 excepto en un número pequeño de bases en sus extremos que corresponderían a extremos de secuencias de inserción (IS). Por comparación con el genoma de ArgO145 se identificaron otros 4 contigs con alta similitud de secuencia, dos de ellos también con un extremo correspondiente a un fragmento de IS. Los 5 contigs identificados cubren el 97,6 % del genoma de ArgO145 con una identidad cercana al 100% y sugieren la presencia de IS en dos sectores del genoma del profago de la cepa 355 que corresponden a probables proteínas de función desconocida.Los resultados indican que las diferencias en cuanto a transcripción de stx2a e inducción del profago no estarían explicadas por la región regulatoria ubicada inmediatamente río de arriba del operón stx2a y que alguna de estas proteínas interrumpidas por IS tendría un rol importante en la transcripción de los genes relacionados con el ciclo lítico del fago.