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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.60.2009.tde-03112009-133931
Document
Author
Full name
Fábio Campioni
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2009
Supervisor
Committee
Falcão, Juliana Pfrimer (President)
Darini, Ana Lucia da Costa
Leite, Clarice Queico Fujimura
Title in Portuguese
Tipagem molecular e caracterização do potencial patogênico de linhagens de Yersinia enterocolitica biotipo 1A de origens diversas
Keywords in Portuguese
Biotipo 1A
ERIC-PCR
PFGE
Potencial patogênico
Yersinia enterocolitica
Abstract in Portuguese
Entre as 12 espécies do gênero Yersinia, Yersinia enterocolitica é a mais prevalente como causa de doença em humanos e animais. Sua patogenicidade é relacionada, entre outras características, a seis biotipos: o 1B e os biotipos 2 a 5 comprovadamente patogênicos e o biotipo 1A, considerado como não-patogênico. Entretanto, dados da literatura relatam linhagens do biotipo 1A como sendo os agentes causais de infecções em humanos e animais. O objetivo deste trabalho foi investigar o potencial patogênico e verificar a similaridade genômica de linhagens de Y. enterocolitica biotipo 1A, isoladas de material clínico e não-clínico. Foram estudadas 52 linhagens de Yersinia enterocolitica biotipo 1A isoladas de humanos (11), animais (11), alimentos (15) e ambiente (15), quanto a susceptibilidade a antimicrobianos, comportamento frente a testes fenotípicos relacionados à virulência, resistência a reativos intermediários do oxigênio, invasão a células HEp-2 e Caco-2, presença de genes de virulência por PCR e similaridade genômica por Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus PCR (ERIC-PCR) e Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). Tanto as linhagens clínicas como as não-clínicas apresentaram resistência à ampicilina e à cefalotina. Não foi observada diferença entre linhagens de origem clínica e não-clínica frente aos testes de fermentação da salicina, hidrólise da esculina, atividade da pirazinamidase, reativos intermediários do oxigênio e invasão a células HEp-2. Entretanto, linhagens de origem não-clínica foram mais invasivas a células Caco-2 do que as de origem clínica. Oito dos 11 genes de virulência pesquisados foram encontrados. Os genes ystB, hreP e fepD foram mais freqüentemente detectados em linhagens de origem clínica. Ao contrário, os genes myfA, fepA, fes e tccC apresentaram-se mais freqüentes nas linhagens de origem não-clínica. Entretanto, a diferença na freqüência de tais genes não foi estatisticamente significativa entre linhagens clínicas e não-clínicas. O gene inv foi detectado em todas as linhagens estudadas, entretanto, os genes ail, ystA e virF não foram detectados em nenhuma das 52 linhagens. O dendrograma de similaridade genômica consenso das técnicas de ERIC-PCR e PFGE, permitiu a visualização de dois grupos (A e B). Foi observada uma alta similaridade genômica (>63%) entre quase todas as linhagens isoladas de humanos e animais, bem como uma alta similaridade genômica para a maioria das linhagens de origem clínica e não-clínica (>58%). O índice de discriminação de ERIC-PCR foi 0,98, e o de PFGE foi 0,99. Entre as linhagens do biotipo 1A estudadas, não foi observada diferença entre o potencial patogênico de linhagens de origem clínica e não-clínica frente aos testes fenotípicos realizados e prevalência de genes de virulência pesquisados. A exceção foi o teste de invasão a células Caco-2, onde as linhagens não-clínicas foram mais invasivas. As técnicas de ERIC-PCR e PFGE discriminaram similarmente as linhagens estudadas. A alta similaridade genômica entre as linhagens de origem clínica e não-clínica evidencia os animais como sendo importantes reservatórios de Y. enterocolitica biotipo 1A e sugere que isolados de ambiente e alimentos tem sido fonte de contaminação de humanos e animais.
Title in English
Molecular typing and pathogenic potential characterization of Yersinia enterocolitica biotype 1A strains of diverse origins.
Keywords in English
Biotype 1A
ERIC-PCR
pathogenic potential
PFGE
Yersinia enterocolitica
Abstract in English
Among the 12 species of the genus Yersinia, Yersinia enterocolitica is the most prevalent cause of illness in humans and animals. Among other characteristics, its patogenicity is related to six biotypes: 1B and 2 to 5 considered pathogenic and the 1A biotype considered non-pathogenic. Despite being defined as non-pathogenic, literature has been shown that biotype 1A strains may be the etiological agents of infections in humans and animals. The aim of this work was to investigate the pathogenic potential and to verify the genomic similarity of Y. enterocolitica biotype 1A isolated from clinical and non-clinical sources. Fifty-two strains of Y. enterocolitica biotype 1A isolated from humans (11), animals (11), food (15), and environment (15) were analyzed regarding their susceptibility to antimicrobials, behavior against phenotypic tests related to virulence, resistance to oxygen intermediate reactives, invasion to HEp-2 and Caco-2 cells, presence of virulence genes by PCR, and genomic similarity by Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus PCR (ERIC-PCR) and Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). Both clinical and non-clinical strains showed resistance to ampicillin and cephalothin. It was not observed any difference in the pathogenic potential between clinical and non-clinical strains face of the following tests: salicine fermentation, esculin hydrolysis, pirazinamidase activity, oxygen intermediate reactives and HEp-2 cell invasion assay. On the other hand, the non-clinical strains were more invasive to Caco-2 cells than the clinical ones. Eight of 11 studied virulence genes were found. Genes ystB, hreP and fepD were more often detected in clinical strains. In contrast, myfA, fepA, fes and tccC were presented more frequently in non-clinical strains. However, the frequency difference of those genes was not statistically significant between clinical and non-clinical strains. The inv gene was detected in all the strains studied; but no ail, ystA, and virF genes were found in any of the 52 strains. ERIC-PCR and PFGE dendogram allowed the visualization of two groups named A and B. It was observed a high genomic similarity among almost all human and animal isolated strains (>63%), as well as a high genomic similarity between the clinical and non-clinical strains (>58%). The discriminatory index for ERIC-PCR was 0.98 and for PFGE was 0.99. Among biotype 1A strains no difference was observed between the pathogenic potential of clinical and non-clinical strains face to the phenotype tests employed, and regarding the prevalence of the studied virulence genes. The exception was the Caco-2 cells invasion assay where non-clinical strains were more invasive., ERIC-PCR and PFGE discriminated the studied strains similarly. The high genomic similarity between the clinical and non-clinical strains gives evidence that animals constitute important reservoirs of Y.enterocolitica biotype 1A and suggests that environmental and food isolates have been the source of human and animal infections.
 
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Publishing Date
2010-02-12
 
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