Detecção de fatores de virulência de amostras de Escherichia coli isoladas de granjas avícolas do RS através do multiplex-pcr

Abstract

A Escherichia coli foi considerada, por muito tempo, um microrganismo nãopatogênico, no entanto com o passar do tempo, alguns sorogrupos começaram a ser associados a diversas patologias no homem e em animais. E. coli é encontrada na microflora normal do trato intestinal das aves e também amplamente distribuída na natureza, necessitando por isso, fazer-se a diferenciação de amostras patogênicas de não-patogênicas e que venha desenvolver doenças. Em aves, amostras de E.coli com a presença de alguns fatores de virulência são denominadas APEC (E.coli patogênica para aves). APEC está associada com infecções extra-intestinais principalmente do trato respiratório ou infecções sistêmicas. Lesões por ela causadas, como agente primário e principalmente secundário, geram prejuízos econômicos decorrentes de menor desenvolvimento corpóreo, pior conversão alimentar, mortalidade embrionária, aumento da mortalidade e custos com medicamentos e condenação de carcaças. É um dos principais problemas da avicultura industrial moderna, devido a grandes prejuízos econômicos causados no mundo inteiro. A celulite aviária é uma forma de infecção também causada pela E.coli e tem extrema importância em função da condenação de aves nos abatedouros devido a lesões cutâneas. A patogenicidade das cepas de E.coli está relacionada com a cumulatividade dos mecanismos de virulência e que podem ser multifatoriais. Seguindo a linha de pesquisa no Programa de Isolamento e Identificação de cepas Patogênicas de Escherichia coli desenvolvida pelo CDPA, este trabalho tem como objetivo otimizar a detecção de genes associados à patogenicidade de amostras de E. coli a partir de isolamento bacteriano através da técnica de Multiplex-PCR (m-PCR), baseado em adaptações do protocolo de PCR para estabelecer o perfil genético de E. coli, associados à classificação de patogenicidade, isoladas de frangos de corte com a utilização de Inteligência Artificial (Redes Neurais Artificiais) desenvolvido por (ROCHA, 2006). As amostras de E.coli oriundas de empresas avícolas do Rio Grande do Sul foram isoladas de quadros respiratórios, camas aviárias e de lesões de celulite. Os fatores de virulência e os genes responsáveis, identificados nesse trabalho foram: capacidade de adesão pela fímbria P (pap C) e fímbria F11 (fel A), a produção de colicinas (cva C), a presença de aerobactina (iut A), presença dos antígenos capsulares K1 e K5 (kpsll), a resistência sérica (iss), hemaglutinina sensível à temperatura (tsh). A detecção de fatores de virulência de amostras de E.coli através do m-PCR produziu a amplificação simultânea dos fragmentos de DNA dos genes propostos em tamanho de pares de base esperado para cada multiplex, através de adequações dos protocolos em 100% dos testes. Os iniciadores foram específicos para amostras que continham os genes elencados já que não houve amplificação nas amostras que serviram como controles negativos. Os resultados obtidos pelo m-PCR desenvolvido nesse experimento, reproduziram os resultados gerados pelos protocolos de PCR de Rocha em 2006, com avantagem de obter o mesmo resultado em menor tempo e com a utilização de menor volume de reagentes determinando uma economia nos insumos do ensaio. Os acréscimos obtidos tornam o método disponível para a avaliação dos atributos de virulência que determinam o potencial de patogenicidade de isolados de E. coli.

The Escherichia coli, was considerate for a long time a non pathogenic microorganism however. As time went by some serogroup started to be associated with several pathologies in humans and animals. E.coli, it is found in the normal bacterial flora of the avian intestinal tract and it is also widely spread in the environment, therefore it is necessary to differentiate the nonpathogenic samples from the pathogenic ones and the ones that can cause diseases. In fowls, E.coli samples with the presence of some virulence factors are called APEC (avian pathogenic Escherichia coli). APEC is associated with extra intestinal infections, mainly in the respiratory tract or systemic infections. Lesions it causes, either as primary or secondary agent, result in economic losses which occur as a consequence of the bird’s poorer growth rate and feed conversion, as well as increased mortality, medication costs and condemnation at the processing plant. It is one of the major problems in the modern aviculture industry, due to the big economic losses in the whole world. The avian cellulitis is a kind of infection also caused by E. coli and has extreme importance in terms of the avian condemnations in the slaughter houses due to the cutaneous lesions. The pathogenicity of the strains of E. coli is related to the cumulativity of the virulence mechanisms and that can be multifactorials. Following the line of research in Isolation Program and Identification of the Pathogenics Strains of the Escherichia coli developed by the CDPA, this work had as aim achieve faster the detection of genes associated with the pathogenicity of the samples of E. coli from on bacterial isolation through the technique of Multiplex – PCR ( m – PCR ), based on the adaptations of the protocol of PCR to restore the genetic profile of the E. coli associated with the classification of the isolated pathogenicity of the chicken flocks with the utilization of Artificial Inteligence (Artificial Neural Nets ) developed by Rocha, (2006). The samples derived from the avian enterprise from the state of RGS were isolated from the respiratory cases, avian beds and from the cellulitis lesions, and the virulence factors and the responsible genes identificated in isolated E. coli samples of the fowls in this work were: adhesion capacity by the fimbriae P (pap C) and fimbriae F 11 (fel A), the colicin production (cva C), the aerobactin presence ( iut A) capsular antigens presence K1 and K5 (kpsll ), the serum resistence (iss), temperature-sensitive hemmaglutin ( tsh ). The detection of the virulence factors of the E. coli samples through the m–PCR produced the simultaneous amplification of the DNA fragments of the genes proposed in the size of the based pairs expected for each multiplex, through protocols adaptations by 100%. The initiators were specified for the samples that contained the chosen genes whereas there was not amplification in the samples that served as negative controllers. The results obtained by the m-PCR developed in that experiment, reproduced the results generated by the PCR protocols developed by Rocha 2006, with the advantage to obtain the same result in less time and with the utilization of lower volume of the reagents determining a saving in the costs of the test. The increases obtained become the method available for the assessment of the virulence attributes that determined the potential of the pathogenecity of the E. coli isolated.