Molecular diagnosis and characterization of virulence genes of enteropathogenic Escherichia coli infection in children in the Brazilian Semi-arid

The Escherichia coli diarrheagenic (DEC) are important pathogens associated with intestinal infections. Among these, Escherichia coli (EPEC) is one of the most important etiological agents for the diagnosis of diarrhea in infantos. However, the epidemiology of infections by these pathogens remain poorly elucidated in much of the world, so this study aimed to evaluate the impact of EPEC infection in children with and without diarrhea 2-36 months of life of the Brazilian semiarid, study type observational case-control, which also examined the presence or absence of diarrhea in children participating. The study population consisted of 365 cases and 365 controls, and the cases, children with diarrhea history in the 14 days before you check for the study. Socioeconomic parameters were evaluated through epidemiological questionnaire. The diagnosis of EPEC was carried out by xMAP (Bioplex 200) based on the eaeA genes (chromosomal) and bfpA (plasmid). Samples identified as EPEC were analyzed for five Polymerase Chain Reactions (PCR) of the Multiplex type for 19 EPEC virulence factors widely investigated in literature: espB, espD, tir, espC, espZ, espL, Ler, Map, espG, espH, nleE, nleF, nleB, paa, nleC, nleD, espJ, cesT and espP. Among the 730 children, EPEC was diagnosed in 118 children. The typical EPEC proved in 1.7% of cases (6/365) and 0.6% of controls (2/635). While atypical EPEC was detected in 13.7% of cases (50/365) and 16.4% of controls (60/365). And all samples isolated EPEC genes read, cest, and espB were the most prevalent (67.7%; 58.4%; 54.2% and 52.5%) respectively. These are associated with the global regulation of pathogenicity island bacteria, as well as the secretion and translocation various effector proteins into the host cell, and microtubule destruction and disruption tight junctions. In contrast, the lowest prevalence of the tir gene was (4,2% - 5/118), an important component of bacterial adhesion to host cell. The prevalence of the espD gene, associated with liposaccharide membrane pore translocation protein, was significantly associated with cases (p = 0.0354) as compared to controls. In the hierarchical combination analysis of the virulence genes the data suggest that three groups of genes were important and associated with the cases compared to the controls. The presence of the Paa gene, related to the protein associated with enterocyte adhesion injury, but in the absence of other virulence genes such as espH, espJ and espG, related to actin polymerization, inhibition of phagocytosis and effector translocation blocker T3SS , Respectively, are associated with cases compared to controls. A set of virulence genes, the presence of espJ and in the absence of nleF. And another set of virulence genes, with presence of espC, and in the absence of espP. The data also showed that in the hierarchical combinations of the virulence genes, such as the presence of espP and in the absence of nleF, as well as the presence of espG and in the absence of tir were associated with protection in the controls compared to the cases. The data suggest that the prevalence of EPEC is relatively high in this child population in the Brazilian semi-arid region.As cepas Escherichia coli diarreiogênicas (DEC) são importantes patógenos associados às infecções intestinais. Dentre estes, a Escherichia coli enteropatogênica (EPEC) é um dos agentes etiológicos mais relevantes para o diagnóstico de diarreias em infantos. Contudo a epidemiologia das infecções por esses patógenos permanecem pouco elucidadas em grande parte do mundo. Este trabalho objetivou avaliar o impacto da infecção por EPEC em crianças com e sem diarreia de 2-36 meses de vida no Semiárido Brasileiro, em estudo do tipo observacional caso-controle, que também examinou a presença ou ausência de diarreia nas crianças participantes. A população estudada consistiu em 730 crianças, 365 casos e 365 controles, sendo os casos, crianças com histórico de diarreia nos 14 dias antes à seleção para o estudo. Foram avaliados parâmetros socioeconômicos através de questionário epidemiológico. O diagnóstico de EPEC foi realizado pela técnica de xMAP (Bioplex 200) com base nos genes eaeA (cromossomal) e bfpA (plasmidial). As amostras identificadas como EPEC foram analisadas por cinco Reações em Cadeia da Polimerase (PCR) do tipo Multiplex para 19 fatores de virulência de EPEC amplamente investigados na literatura: espB, espD, tir, espC, espZ, espL, Ler, Map, espG, espH, nleE, nleF, nleB, paa, nleC, nleD, espJ, cesT e espP. Entre as 730 crianças, a EPEC foi diagnosticada em 118 crianças. A EPEC típica mostrou-se em 1,7% dos casos (6/365) e em 0,6% dos controles (2/635). Enquanto a EPEC atípica foi detectado em 13,7% dos casos (50/365) e 16,4% dos controles (60/365). E de todas as amostras de EPEC isoladas, os genes ler, cesT, espB e espG foram os mais prevalentes (67,7%; 58,4%; 54,2%; e 52,5%), respectivamente. Estes estão associados com a regulação global da ilha de patogenicidade da bactéria, assim como a secreção e a translocação de diversas proteínas efetoras para dentro da célula do hospedeiro, e a destruição de micro túbulos e ruptura das junções firmes entre as células intestinais. Em contrapartida, o gene de menor prevalência foi o tir (4,2% - 5/118), importante componente para a aderência bacteriana a célula do hospedeiro. A prevalência do gene espD, associado com a proteína de translocação dos poros da membrana de lipossacarídeo, foi significativamente associado com os casos (p=0,0354) quando comparados com os controles. Na análise de combinação hierárquica dos genes de virulência os dados sugerem que três grupos de genes que foram importantes e associados com os casos comparados com os controles. A presença do gene Paa, relacionado com a proteína associado a lesão de aderência do enterócito, mas na ausência de outros genes de virulência como o espH, espJ e espG, relacionados com polimerização de actina, inibição de fagocitose e bloqueador de translocação de efetor T3SS, respectivamente, estão associados com os casos comparados com os controles. Um conjunto de genes de virulência, a presença de espJ e na ausência de nleF. E outro conjunto de genes de virulência, com presença de espC, e na ausência de espP. Os dados mostraram também que nas combinações hierárquicas dos genes de virulência, tais como a presença de espJ e na ausência de nleF, bem como a presença de espG e na ausência de tir foram associados com proteção nos controles comparados com os casos. Os dados sugerem que a prevalência de EPEC é relativamente alta nesta população infantil no semiárido brasileiro