Comparación genómica de cepas de Escherichia coli productora de toxina Shiga O157:H7 de distintos orígenes

Abstract

Escherichia coli productor de toxina Shiga (STEC) es un patógeno que ocasiona enfermedades graves como colitis hemorrágica y síndrome urémico hemolítico (SUH). STEC O157:H7 es el principal serotipo asociado a enfermedad humana en el mundo. Se ha observado unaamplia variabilidad en cuanto a la presentación clínica de pacientes con infecciones por O157:H7. Los estudios de comparación genómica junto con la evaluación de genes que codifican factores de virulencia representan herramientas útiles para analizar la diversidad genética de STEC O157:H7. El objetivo de este estudio fue analizar y comparar genomas de STEC O157:H7 aisladas de medias reses bovinas y de un caso de SUH, y estudiar la relación entre estos aislamientos y los recolectados de bases de datos. Se analizaron secuencias genómicas de 2 cepas STEC O157:H7 aisladas en el mismo periodo. Una cepa fue aislada de medias reses bovinas y la otra cepa fue aislada de un caso de SUH. El paciente fue atendido en un hospital público de la provincia de Buenos Aires, Argentina. Se secuenció el ADN genómico utilizando la plataforma Illumina MiSeq y se utilizaron herramientas bioinformáticas para el análisis y comparación de cada genoma, tales como VirulenceFinder, RAST, BLAST, ORFfinder, Clustal Omega, Ugene y se caracterizaron los aislamientos mediante Multilocus Sequence Typing (MLST), con el esquema de Achtman, y mediante un análisis filogenético basado en SNP del core genoma, utilizando kSNP 3.1. En el genoma de la cepa aislada de media res bovina se encontraron los genes stx2a, astA, eae, ehxA, espAB, DFJP, gad, iha, iss, katP, nleABC, ompT, tccP, terC, tir, toxB. En la cepa aislada del caso de SUH se encontró la presencia de stx2a+stx2d+stx2c, astA, chuA, eae, ehxA, espAB DFJP, gad, iha, iss, katP, nle ABC, ompT, terC, tir y toxB. Ambas cepas pertenecían al filogrupo E y al clado 8. En relación al alelo tir 255 ambas cepas presentaron el alelo T. Los aislamientos fueron asignados al ST internacional ST11 pero no se agruparon en el mismo clúster de acuerdo al análisis filogenético. No se observó clonalidad con otros 31 aislamientos STEC O157:H7 descargados de bases de datos. Los resultados obtenidos nos permiten observar que ambos aislamientos STEC O157:H7 pertenecen al filogrupo E. coli, clado 8 hipervirulento y portadores del alelo tir 255 T >AT, consideradas por su perfil como cepas con una incrementada virulencia. A su vez, pudimos observar que las cepas no son clonales, lo que está en línea con recientes estudios que han demostrado que el genoma de STEC puede ser influenciado por el lugar de aislamiento, por la plasticidad genómica, y por la adquisición de factores de virulencia, lo que permitiría la evolución de una población STEC en una región definida. La presencia en los alimentos de cepas O157:H7con características similares a las cepas que causan enfermedades en humanos podría explicar en parte la alta incidencia de SUH en Argentina.