Implication of Helicobacter pulori plasticity region and cag pathogenicity island (cagPAI) genes on the development of gastroduodenal diseases

Orientador: Marcelo BrocchiDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Helicobacter pylori é um bacilo Gram-negativo, espiralado, microaerófilo, e flagelado, incluído na família Helicobacteraceae. Essa bactéria infecta cronicamente a mucosa gastroduodenal de uma grande parcela da população mundial. A infecção por H. pylori está associada ao desenvolvimento de diversas doenças gastroduodenais em humanos, entre elas a gastrite, a úlcera péptica (PUD) e seus subtipos, úlcera gástrica (GU) e duodenal (DU), e o adenocarcinoma gástrico. Embora a porcentagem de infectados seja alta, podendo chegar a 90% nos países em desenvolvimento como o Brasil, somente uma pequena parcela dos indivíduos infectados desenvolve patologias graves. O desenvolvimento de doenças gástricas em indivíduos infectados por H. pylori parece ser o resultado da interação entre características do hospedeiro, influências ambientais e fatores de virulência produzidos pela bactéria. Muitos fatores de virulência prováveis, que contribuem para a patogênese, tem sido identificados em H. pylori, dentre os quais temos os genes da Ilha de Patogenicidade cag (PAIcag), e genes da zona de plasticidade de H. pylori. Embora sabe-se que muitos dos fatores de virulência descritos (cagA, cagE, vacA) estejam associados, universalmente, a um aumento no risco de desenvolvimento de quadros clínicos graves como úlcera péptica e câncer gástrico, nenhum deles pôde ser ligado a uma doença específica causada pela infecção persistente por H. pylori, e portanto ainda não foi descrito um gene marcador universal para uma doença resultante da infecção por essa bactéria. Dados da literatura mostram uma associação entre o gene cagT da PAIcag e o desenvolvimento de PUD. Um trabalho recente descreveu o locus dupA e sua associação com o desenvolvimento de DU, e dupA foi sugerido como marcador universal para DU. Neste trabalho, investigou-se a presença dos genes virB11 e cagT, localizados na PAIcag, e dos genes jhp917 e jhp918, integrantes do locus dupA encontrado zona de plasticidade de H.pylori, em isolados brasileiros dessa bactéria. Além disso, investigou-se uma possível associação entre tais genes e algumas doenças decorrentes da infecção por H. pylori, tais como a gastrite, PUD, GU, DU e a doença do refluxo gastroesofágico (GERD), na tentativa de encontrar um gene marcador para alguma dessas doenças. Nossos resultados mostram que o gene cagT foi associado com PUD; o gene virB11 foi detectado em quase todas as amostras; o locus dupA não foi associado a DU ou nenhuma outra doença gastroduodenal. Dessa forma, nossos resultados sugerem que o gene cagT pode ser usado como marcador para o desenvolvimento de PUD no Estado de São Paulo, Brasil; o gene virB11 pode representar um gene de virulência essencial para a patogênese da infecção causada por H. pylori no desenvolvimento de gastrite, PUD e GERD; o locus dupA não é um marcador universal para o desenvolvimento de DUAbstract: Helicobacter pylori is a Gram-negative, spiral-shaped, flagellated, micro-aerophilic bacterium, included in the Helicobacteraceae family, which infects the human stomach cronically. H. pylori infection has a worldwide distribution and is associated with the development of several gastroduodenal diseases, such as gastritis, peptic ulcer disease (PUD) and its subtypes, gastric ulcer (GU) and duodenal ulcer (DU), and gastric adenocarcinomas. The number of infected individuals are high but only a minority of them will develop serious gastroduodenal diseases. Disease outcome depends on many factors, including host physiology, environmental influences and bacterial genotype. Although a number of putative virulence factors had been reported (cagA, cagE and vacA) for H. pylori, their presence has tipically been associated with an increased risk of both gastric cancer and peptic ulcer disease, and none can be clearly linked to one specific H. pylori related-disease. So the identification of a disease-specific H. pylori virulence factors predictive of the outcome of infection remains unachieved. Several of the H. pylori putative virulence genes that may play a role in its pathogenicity have been identified, many of them located in the cag pathogenicity island (PAIcag) and in the plasticity zone of the H. pylori genome. Data from the literature shows an association between cagT and PUD development, as well as dupA and DU. The latter has been suggested as an universal marker for the development of duodenal ulcers. In this work, we investigated the presence of virB11 and cagT, located in the left half of PAIcag, and the genes jhp917-jhp918, components of the dupA locus, which is located in the plasticity zone region of H. pylori, in brazilian isolates. In addition, we investigated a possible association between these genes and some H. pylori relateddiseases, such as gastritis, PUD, GU, DU and gastroesophageal-reflux (GERD), in an attempt to find a gene marker for a clinical outcome resulted from H. pylori infection. The cagT gene was associated with PUD; virB11 gene was detected in nearly all the samples; dupA locus was not associated with development of DU neither any gastroduodenal disease. In this way, our results suggest that cagT can be used as a marker for the developmentof PUD in State of São Paulo, Brazil; virB11 can be an essential virulence gene for H. pylori pathogenesis on the development of gastritis, PUD and GERD; dupA locus is not an universal marker for the development of DUMestradoMicrobiologiaMestre em Genética e Biologia Molecula