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Título: Genótipos e filogenia de cepas de Escherichia coli uropatogênicas : detecção de padrões epidemiológicos
Autor(es): Lara, Flaviane Beatriz Marcelino
Orientador(es): Pereira, Alex Leite
Assunto: Genotipagem
Escherichia coli - genética
Filogenia - análise
Infecção urinária
Data de publicação: 16-Mai-2017
Data de defesa: 10-Fev-2017
Citação: LARA, Flaviane Beatriz Marcelino. Genótipos e filogenia de cepas de Escherichia coli uropatogênicas: detecção de padrões epidemiológicos. 2017. x, 81, il. Dissertação (Mestrado em Biologia Microbiana)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Resumo: Escherichia coli uropatogênica (UPEC) é marcada pela sua versatilidade genética, sendo capaz de causar infecções em diferentes níveis do trato urinário bem como sepse urinária. Este estudo teve por objetivo estudar cepas de E. coli isoladas de casos de infecção do trato urinário (ITU) e sepse urinária (SU) atendidos no Hospital Regional de Ceilândia do Distrito Federal. A presença de 15 preditores genéticos de 3 patotipos de E. coli (UPEC, EAEC e MNEC) foi testada em 401 cepas. Análises filogenéticas baseadas na determinação de filogrupos e de tipos de sequências (sequence type – ST) foram realizadas. Os preditores moleculares de UPEC foram detectados em mais de 70% das cepas. Preditores moleculares de EAEC (aatA e aggR) foram detectados em apenas 2,4% (9/377) das cepas envolvendo dois casos de cistite e um de sepse urinária (SU). Marcadores de UPEC foram estatisticamente associados a diferentes aspectos epidemiológicos e analíticos da uropatogênese. Os marcadores fyuA (sistema sideróforo), chuA (sistema sideróforo), vat (toxina vacuolizante) e pic (mucinase) foram estatisticamente associados (p < 0,05) aos casos de infecção adquiridos na comunidade. Cepas positivas para csgA (fímbria curli), chuA (sistema sideróforo) ou ag43 (adesina de agregação) mostraram associação estatística com os casos de SU. Cepas positivas para pap (pilus associado a pielonefrite) foram associadas a piúria (p = 0,000) e a presença de muco nas amostras de urina (p = 0,003). Cepas com genótipo fyuA-pap-csgA (p = 0,020) ou pap-csgA-ag43 (p = 0,000) foram associadas a casos de SU e predominantes no filogrupo D. Análises filogenéticas mostraram que duas das três cepas híbridas EAEC/UPEC estudadas foram posicionadas em um clado característico de cepas de UPEC compartilhado por cepas de filogrupo D e ST3 (filogrupo D-ST3). A outra cepa EAEC/UPEC foi classificada como filogrupo A-ST478 e posicionada em um clado distinto juntamente com uma cepa comensal. Nossos resultados endossam a heterogeneidade genética de cepas uropatogênicas mostrando padrões moleculares especificos associados a casos de SU (cepas de filogrupo D e genótipo fyuA-pap-csgA ou pap-csgA-ag43), como também a participação de cepas híbridas EAEC/UPEC de linhagens extraintestinais (filogrupo D-ST3) e intestinais (filogrupo A-ST478) como uropatógenos.
Abstract: Uropathogenic Escherichia coli (UPEC) is marked by its genetic diversity and is responsible for infections in different levels of the urinary tract as well as urinary sepsis. This work aimed to study E. coli strains isolated from cases of urinary tract infections (UTI) and urosepsis that were attended in the Hospital Regional de Ceilândia in the Brazilian Federal District. Four hundred one strains were tested for the presence of 15 genetic predictors of 3 E. coli pathotypes (UPEC, EAEC and MNEC). Phylogenetic analysis based on the determination of phylogroups and sequence type (ST) were carried out. UPEC genetic predictors were detected in more than 70% of the strains. EAEC molecular predictors (aatA and aggR) were detected in only 2.4% (9/377) of the strains that were recovered from two cases of UTI and from one case of US. UPEC markers were statistically associated with distinct epidemiologic and analytic aspects of the uropathogenesis. The markers fyuA (siderophore system), chuA (siderophore system), vat (vacuolating toxin) and pic (mucinase) were statistically associated (p < 0.05) with community-onset infections. Strains positive for csgA (curli fimbria), chuA (siderophore system) or ag43 (aggregation adhesin) were associated with urosepsis cases. pap-positive strains were associated with pyuria (p = 0.000) and the presence of mucous in urine samples (p = 0.003). Strains displaying the genotype fyuA-pap-csgA (p = 0,020) or pap-csgA-ag43 (p = 0.000) were associated with urosepsis cases and were predominant in phylogroup D. Phylogenetic analysis show that two of out three studied hybrid EAEC/UPEC strains were positioned on a characteristic clade of UPEC strains that was shared by strains with phylogroup D and ST3 (phylogroup D-ST3). Another EAEC/UPEC strain was classified as phylogroup A-ST478 and was positioned on a different clade along with a commensal strain. Our findings endorse the genetic heterogeneity displayed by uropathogenic strains showing specific molecular pattern associated with urosepsis cases (strains displaying phylogroup D and genotype fyuA-pap-csgA or pap-csgA-ag43) as well as the participation of hybrid EAEC/UPEC strains from both extraintestinal (phygroup D-ST3) and intestinal lineages as uropathogens.
Descrição: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Biologia, Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2017.
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