Estudo da patogênese de cepas de Escherichia coli enteroagregativa em modelo de interação empregando Caenorhabditis elegans

A Escherichia coli enteroagregativa é um enteropatógeno reconhecido pela capacidade de produzir o padrão de aderência agregativa (AA) em linhagens celulares. A heterogeneidade genética das cepas EAEC dificulta o entendimento sobre a patogênese, sendo possível isolar cepas EAEC de pacientes com sintomas clínicos bem como de indivíduos assintomáticos. O nematódeo Caenorhabtidis elegans vem sendo utilizado como modelo para estudo da patogênese de EAEC por mimetizar o processo de patogênese causado por microrganismos em mamíferos. Os resultados mostram que as cepas EAEC do grupo clínico assim como as cepas do grupo controle (crianças sem sintomas) ao infectarem os nematódeos, causaram redução do tempo de sobrevivência dos animais. As cepas do grupo filogenético D estão relacionadas ao grupo clínico, mas no modelo C. elegans não foi demonstrada a relação dessas cepas com a patogenicidade no nematódeo. No intestino do C. elegans infectado por EAEC foi observada a colonização bacteriana e acúmulo de bactérias, bem como a persistência das cepas mais patogênicas. A colonização e persistência de EAEC também foram observadas no intestino do coelho, no entanto, nem todas as cepas testadas causaram sintomas clínicos nos animais. Não foi possível correlacionar o potencial invasivo das cepas EAEC em células de cultura e a virulência no modelo C. elegans. Mutações em fatores de virulência conhecidos afetaram a virulência de EAEC no modelo C. elegans. Observamos a atenuação da virulência da cepa EAEC 042 carregando mutações em genes de virulência, tais como o gene pet que codifica a enterotoxina Pet, o gene aaiC, que codifica proteína secretada pelo sistema de secreção tipo VI (SST6) e o gene aggR, o regulador transcricional de EAEC. Esses resultados sugerem que os genes envolvidos na patogênese de EAEC em humanos também devem estar envolvidos na patogênese em C. elegans. Entretanto, cepas EAEC já estudadas em testes de desafio em humanos que não causaram doença nos voluntários, quando testadas no C. elegans, causaram morte dos vermes em poucos dias após o início da infecção. A heterogeneidade genotípica de EAEC resulta na variedade de fenótipos observados quando a patogênese de EAEC é analisada em diferentes modelos de estudo.Enteroaggregative Escherichia coli (EAEC) is an enteropathogen recognized by the capacity to produce an aggregative adherence (AA) pattern in lineage cells. The genetic heterogeneity of EAEC strains hampers the understanding of the pathogenesis, being able to isolate EAEC strains from patients with clinical symptoms as well as asymptomatic individuals. The nematode Caenorhabtidis elegans has been used as model to study EAEC pathogenesis by mimicking the processes of pathogenesis promoted by microorganisms in mammals. Results have shown that EAEC strains from clinical group and asymptomatic-related strains after nematode infection diminish the survival rate of the animals. The strains from phylogenetic group D are related with clinical group, but in C. elegans model no correlation with pathogenicity in the nematode was demonstrated. Within nematodes gut infected by EAEC were observed bacterial colonization and growth, as well as persistence of high pathogenic strains. Colonization and persistence were also observed in the rabbit gut; however, not all strains tested caused clinical symptoms in the animals. No correlation of the invasive potential of EAEC strains in culture cells and C. elegans virulence model was observed. Mutations in well-known virulence factors affected EAEC virulence in C. elegans model. Virulence attenuation was observed in EAEC 042 strain carrying mutations in virulence genes, such as pet gene, that encodes Pet enterotoxin, the aaiC gene, which encodes a secreted protein by Type VI secretion system (T6SS), and the aggR gene, the transcriptional regulator of EAEC. The results suggested that the same genes involved in EAEC pathogenesis in human may also be involved in the pathogenesis in C. elegans. However, EAEC strains already tested in human challenge studies, which not caused disease in volunteers, caused nematodes death a few days after onset infection in C. elegans. The genotypic heterogeneity of EAEC results in the multiplicity of phenotypes observed when EAEC pathogenesis is analyzed in different models of study