Factores de virulencia de E. coli O104: H4: acción de antimicrobianos naturales

Ortiz Reyes, Yaraymi (2020) Factores de virulencia de E. coli O104: H4: acción de antimicrobianos naturales. Doctorado thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Es conocido que la adhesión de bacterias a la mucosa intestinal facilita la internalización de microorganismos patógenos y el desarrollo de procesos patológicos en humanos. E. coli O104:H4 se considera un serotipo híbrido que comparte factores de virulencia de los patotipos de E. coli, del enterohemorrágico (EHEC) y del enteroagregativo (EAEC). El objetivo de este estudio fue analizar el efecto de los antimicrobianos naturales y sintéticos (carvacrol, extracto de orégano, brasilina, extracto de palo de brasil, y rifaximina) sobre la adhesión de EHEC, EAEC y el serotipo híbrido O104:H4 a las células HEp-2 y la expresión de genes asociados involucrados en este proceso. Se utilizaron dos concentraciones de antimicrobianos, que no afectaron el crecimiento (P <0.05) ni dañaron las células bacterianas. Se realizaron diferentes experimentos de adhesión para determinar si concentraciones sub-letales de antimicrobianos: a) Actúan sobre las bacterias y células HEp-2 b) Actúan sólo sobre las bacterias, c) Actúan sólo sobre las células HEp-2, d) Separan las bacterias previamente adheridas a las células HEp-2 o e) Modifican la capacidad adherente de las bacterias tratadas, pero no adheridas previamente. La técnica de tinción de Giemsa y la qPCR nos permitió evaluar el patrón de adhesión y la expresión de genes, respectivamente. Después de los ensayos de adhesión, demostramos que los antimicrobianos afectaron solo a las bacterias; reduciendo ≤65% (P <0.05) la adhesión de E. coli a las células HEp-2. El carvacrol alteró el patrón de adhesión agregativo en E. coli O104:H4 y el ensayo de expresión génica indicó variaciones en la expresión de genes relacionados con la adhesión aggR, pic, aap aggA y eae en E. coli y del estrés oxidativo (SOD1, SO2, CAT y GPx) en células HEp-2. Las concentraciones sub-letales de antimicrobianos inhibieron la adhesión de las cepas de E. coli a las líneas celulares y alteraron el patrón de adhesión agregativo debido a la modificación en la expresión de genes de virulencia asociados. Abstract It is known that the adhesion of bacteria to the intestinal mucosa facilitates the internalization of pathogenic microorganisms and the development of pathological processes in humans. E. coli O104:H4 is considered a hybrid serotype sharing virulence factors from enterohemorrhagic (EHEC), and enteroaggregative (EAEC) E. coli pathotypes. The objective of this study was to analyze the effect of natural and synthetic antimicrobials (carvacrol, oregano extract, brazilin, palo de brasil extract and, rifaximin) on the adhesion of EHEC, EAEC and the hybrid serotype O104:H4 to HEp-2 cells and the expression of genes involved in this process. Two concentrations of antimicrobials, that did not affect (P<0.05) growth or damage bacterial cells were used. Experiments were conducted to determine if subinhibitory concentrations of antimicrobials inhibit adhesion by a) Affecting bacteria and HEp-2 b) Affecting only bacteria, c) Affecting only HEp-2 cells, d) Detaching bacteria previously adhered to HEp-2 cells or e) Modifying the adherent capacity of non-adhered treated bacteria. Giemsa stain and qPCR technique allowed us to assess the adhesion pattern and gene expression respectively. Results demonstrated that antimicrobials affected only bacteria; inhibiting ≤65 % (P<0.05) the efficiency of E. coli to attach to HEp-2 cells. Carvacrol also altered the aggregative pattern of adhesion E. coli O104:H4 on cells. The gene expression assay indicated variations in the expression of adhesion-related genes aggR, pic, aap aggA and eae in E. coli and SOD1, SO2, CAT, and GPx in HEp-2 cells. Subinhibitory concentrations of antimicrobials inhibit adhesion of E. coli strains to cell lines and, alter the aggregative pattern of adhesion due to the modification in the expression of associated virulence genes.

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