La adquisición de islas de patogenicidad favorece la emergencia y potencial de virulencia de Escherichia coli productor de Shiga toxina (STEC) LEE-negativo

Abstract

STEC causa diarrea, disentería y síndrome hemolítico urémico (SHU). La Shiga toxina es el principal factor de virulenciade STEC, pero la capacidad de la bacteria para adherirse y colonizar el intestino humano es fundamental para causarenfermedad. La Isla de Patogenicidad (PAI) Locus of Enterocyte Effacement (LEE) contiene genes que median elfenotipo de adhesión de un grupo de cepas STEC (LEE-positivo) que son clínicamente relevantes debido a su asociacióncon SHU. No obstante, cepas STEC que carecen de LEE (LEE-negativo) también han sido aisladas de casos de SHU,indicando que factores de virulencia adicionales están involucrados en la patogenicidad de estas bacterias. De hecho,tres PAIs, denominadas como ?Locus of Proteolysis Activity?, ?Subtilase-Encoding Pathogenicity Island? y el ?Locus ofAdhesion and Autoaggregation? (LAA), han sido reportadas como exclusivamente presentes en STEC LEE-negativo. Sinembargo, se desconocen los mecanismos de patogénesis mediados por estas PAIs. Recientemente, la incidencia degastroenteritis causada por cepas STEC LEE-negativo ha aumentado en varios países. Por lo tanto, en este estudioinvestigamos la base genética para su emergencia y realizamos un análisis de genómica comparativa utilizando 367genomas de cepas STEC LEE-negativo aisladas a nivel mundial. Como resultado, identificamos tres nuevos elementosgenéticos, incluyendo dos PAIs y un Elemento Integrativo y Conjugativo. Además, encontramos que LAA fue la PAI másfrecuente, sugiriendo que juega un papel importante en la biología de STEC. En consecuencia, LAA fue eliminada delcromosoma de la cepa STEC E045 mediante reemplazo alélico. Posteriormente, se realizaron ensayos in vitro e in vivopara determinar si la deleción de LAA afecta la capacidad de adhesión, colonización y virulencia de la cepa E045. Sepresenta evidencia en apoyo a la participación de LAA en la colonización intestinal de un modelo murino de infecciónpor STEC. Finalmente, análisis filogenéticos indicaron que clados en los que se agrupan cepas con dos o más PAIs estángeográficamente más diseminados en comparación con clados filogenéticamente cercanos en los que se agrupan cepasque carecen o contienen una sola PAI. Este estudio es un paso adelante en el conocimiento de la evolución y virulenciade STEC.