Study of Type VI Secretion System genes in an avian Escherichia coli pathogenic strain (APEC)

Linhagens de Escherichia coli patogênica para aves (APEC) causam infecções extraintestinais e são responsáveis por significativas perdas econômicas na indústria avícola mundial. Recentemente, foram descritos isolados de APEC geneticamente relacionados a diversas outras E.coli extraintestinais (ExPEC) de origem humana, indicando a possibilidade das mesmas constituírem risco zoonótico para humanos. Alguns dos conhecidos fatores de virulência de APEC incluem adesinas, sistema de aquisição de ferro, citotoxinas, entre outros. Nesse trabalho, demonstramos que a linhagem de APEC SEPT 362, isolada do fígado de uma ave apresentando sinais clínicos de septicemia, expressa o Sistema de Secreção Tipo VI (SST6), causa rearranjo do citoesqueleto de células epiteliais cultivadas in vitro, é capaz de aderir e invadir células HeLa e é viável dentro de macrófagos. Para estudar o envolvimento do SST6 na patogênese da linhagem SEPT362, foram deletados três genes desse sistema: hcp, que codifica para uma proteína estrutural e secretada, clpV, que codifica para uma ATPase e icmF (intracellular multiplication factor), gerando três mutantes, respectivamente. Todos os mutantes demonstraram uma diminuição nos processos de adesão e invasão a células HeLa, formação de biofilme e virulência in vivo. Estudos de transcriptoma mostraram que a expressão da fímbria tipo 1 encontra-se diminuída nesses mutantes, o que poderia ser responsável pela diminuição do processo de adesão e invasão às células epiteliais. Nesse trabalho, demonstramos que o SST6 é importante para o processo de patogenicidade, visto que todos os mutantes tiveram sua virulência atenuada em experimentos realizados in vivo com uma significativa diminuição de características relacionadas à patogenicidade in vitro. Esses resultados demonstram que os genes estudados do SST6 influenciam a expressão da fímbria tipo 1 e contribuem para a patogênese desta linhagem APEC.Avian pathogenic Escherichia coli (APEC) strains frequently cause extraintestinal infections and are responsible for significant economic losses in the poultry industry worldwide. APEC isolates are closely related to human extraintestinal pathogenic E. coli (ExPEC) strains and may also act as pathogens for humans. Known APEC virulence factors include adhesins such as type 1 fimbriae and curli, iron acquisition systems, and cytotoxins, among others. Here we demonstrated that APEC strain SEPT362, isolated from a septicemic hen, expresses a type VI secretion system (T6SS), causes cytoskeleton rearrangements, invades epithelial cells, replicates within macrophages, and causes lethal disease in chicks. To assess the contribution of the T6SS to SEPT362 pathogenesis, we generated three mutants, ?hcp (which encodes a protein suggessed to be both secreted and a structural component of the T6SS), ?clpV (encoding the T6SS ATPase) and ?icmF (intracellular multiplication factor). All mutants showed decreased adherence and invasion to HeLa cells and decrease in several other pathogenicity related characteristics. Transcriptome studies showed that the level of expression of type 1 fimbriae was decreased in these mutants, which may account for the diminished adhesion and invasion of epithelial cells. The T6SS seems to be important for the disease process, given that both mutants (?hcp and ?clpV) were attenuated in an infection model in chicks. These results suggest that the T6SS influences the expression of type 1 fimbriae and contributes to the pathogenesis of this APEC strain pathogenesis