Diarrheagenic Escherichia coli

ABSTRACT Most Escherichia coli strains live harmlessly in the intestines and rarely cause disease in healthy individuals. Nonetheless, a number of pathogenic strains can cause diarrhea or extraintestinal diseases both in healthy and immunocompromised individuals. Diarrheal illnesses are a severe public health problem and a major cause of morbidity and mortality in infants and young children, especially in developing countries. E. coli strains that cause diarrhea have evolved by acquiring, through horizontal gene transfer, a particular set of characteristics that have successfully persisted in the host. According to the group of virulence determinants acquired, specific combinations were formed determining the currently known E. coli pathotypes, which are collectively known as diarrheagenic E. coli. In this review, we have gathered information on current definitions, serotypes, lineages, virulence mechanisms, epidemiology, and diagnosis of the major diarrheagenic E. coli pathotypes.

Diarrheagenic Escherichia coli

Most Escherichia coli strains live harmlessly in the intestines and rarely cause disease in healthy individuals. Nonetheless, a number of pathogenic strains can cause diarrhea or extraintestinal diseases both in healthy and immunocompromised individuals. Diarrheal illnesses are a severe public health problem and a major cause of morbidity and mortality in infants and young children, especially in developing countries. E. coli strains that cause diarrhea have evolved by acquiring, through horizontal gene transfer, a particular set of characteristics that have successfully persisted in the host. According to the group of virulence determinants acquired, specific combinations were formed determining the currently known E. coli pathotypes, which are collectively known as diarrheagenic E. coli. In this review, we have gathered information on current definitions, serotypes, lineages, virulence mechanisms, epidemiology, and diagnosis of the major diarrheagenic E. coli pathotypes.

Diarrheagenic Escherichia coli

ABSTRACT Most Escherichia coli strains live harmlessly in the intestines and rarely cause disease in healthy individuals. Nonetheless, a number of pathogenic strains can cause diarrhea or extraintestinal diseases both in healthy and immunocompromised individuals. Diarrheal illnesses are a severe public health problem and a major cause of morbidity and mortality in infants and young children, especially in developing countries. E. coli strains that cause diarrhea have evolved by acquiring, through horizontal gene transfer, a particular set of characteristics that have successfully persisted in the host. According to the group of virulence determinants acquired, specific combinations were formed determining the currently known E. coli pathotypes, which are collectively known as diarrheagenic E. coli. In this review, we have gathered information on current definitions, serotypes, lineages, virulence mechanisms, epidemiology, and diagnosis of the major diarrheagenic E. coli pathotypes.

Lactobacilos e bifidobactérias nas fezes de crianças escolares de dois estratos socioeconômicos: moradores em uma favela e alunos de uma escola particular / Lactobacilli and bifidobacteria in the feces of schoolchildren of two different socioeconomic groups: children from a favela and children from a private school

OBJETIVO: Determinar o número de colônias de lactobacilos e bifidobactérias nas fezes de crianças escolares, pertencentes a dois estratos socioeconômicos. MÉTODOS: Foram analisadas amostras de fezes de crianças com idade entre 6 e 10 anos sem sintomas gastrointestinais ou uso recente de antimicrobianos. O primeiro grupo foi constituído por 86 crianças, moradoras em uma favela localizada no município de Osasco (SP). O segundo grupo foi constituído por 36 crianças matriculadas em uma escola particular da mesma cidade. O estado nutricional foi avaliado usando o índice de massa corporal (IMC) de acordo com os valores de referência do National Center for Health Statistics (NCHS). O isolamento das colônias foi realizado em meios de cultura específicos em anaerobiose, durante 48 e 72 horas a 37 °C. A determinação do número foi feita pelo método da contagem em placa. RESULTADOS: A mediana de lactobacilos (1,125 x 10(9) unidades formadoras de colônia, UFC/g) e bifidobactérias (1,675 x 10(9) UFC/g) na escola particular foi superior (p < 0,001) ao do grupo da favela: 0,250 x 10(9) e 0,350 x 10(9) UFC/g, respectivamente. No grupo da favela, crianças com escore z de IMC < -1,0 desvio padrão (n = 28) apresentaram menor mediana (p < 0,05) de lactobacilos (0,100 x 10(9) UFC/g) e bifidobactérias (0,095 x 10(9) UFC/g) em relação às crianças com IMC > -1,0 desvio padrão (n = 57): 0,350 x 10(9) e 0,420 x 10(9) UFC/g, respectivamente. CONCLUSÃO: A microbiota de crianças escolares que moram em condições ambientais desfavoráveis apresenta menor número de colônias de lactobacilos e bifidobactérias nas fezes, especialmente naquelas com menores valores do IMC.

OBJECTIVE: To determine the number of lactobacillus and bifidobacterium colonies in the feces of schoolchildren from two different socioeconomic levels. METHODS: We analyzed fecal samples of children aged 6 to 10 years without gastrointestinal symptoms or recent use of antimicrobials. The first group included 86 children living in a favela in the city of Osasco, state of São Paulo, southeastern Brazil. The second group included 36 children attending a private school in the same city. Body mass index (BMI) was used to assess nutritional status according to the reference values of the National Center for Health Statistics (NCHS). Specific anaerobic culture media were used for isolation of colonies for 48 and 72 hours at 37 °C. The number of colonies was determined using the plate-counting method. RESULTS: The mean lactobacillus (1.125 x 10(9) colony-forming units, CFU/g) and bifidobacterium (1.675 x 10(9) CFU/g) counts in the private school group were higher (p < 0.001) than those in the favela group: 0.250 x 10(9) and 0.350 x 10(9) CFU/g, respectively. In the favela group, children with BMI z score < -1.0 standard deviation (SD) (n = 28) showed lower mean (p < 0.05) lactobacillus (0.100 x 10(9) CFU/g) and bifidobacterium (0.095 x 10(9) CFU/g) counts than the children with BMI > -1.0 SD (n = 57): 0.350 x 10(9) and 0.420 x 10(9) CFU/g, respectively. CONCLUSION: The microbiota of schoolchildren living in unfavorable environmental conditions shows lower numbers of fecal lactobacillus and bifidobacterium colonies, especially in children with lower BMI values.

Diffuse and enteroaggregative patterns of adherence of escherichia coli isolated from stools of children in northeastern Brazil

Childhood diarrheal diseases remain highly endemic in northeastern Brazil. The attributable fraction of all diarrheal diseases among children less than 2 years of age due to Escherichia coli was examined in a 2 year prospective study in two large urban centers of Brazil. Between May 1997 and June 1999, fecal E.coli isolates from 237 children with diarrhea (217 acute and 20 persistent cases) and 231 children without diarrhea (controls) attending two hospitals in Northeast Brazil were tested for their pattern of adherence to HEp-2 cells and for colony hybridization with DNA probes specific for the six pathotypes of diarrheagenic E.coli. Enteroinvasive E.coli, enterotoxigenic E.coli and enterohemorrhagic E.coli were not isolated from any children. Diffusely adherent E.coli (DAEC) and enteroaggregative E.coli (EAEC) were the most frequent isolates with similar frequencies from children with or without diarrhea. Atypical EPEC (EAF-negative) strains were isolated with similar frequency from both cases 5.5 per cente and controls 5.6 per cente. Enteropathogenic E.coli (typical EPEC) strains, characterized by localized adherence pattern of adherence, hybridization with the EAF probe, and belonging to the classical O serogroups, were significantly associated with diarrhea (P=0.03). These E.coli strains associated with diarrhea accounted for 9 per cente of all children with diarrhea. Collectively, in Northeast Brazil, E.coli strains comprise a small proportion of severe diarrhea prevalence in children.

Pesquisa de gliadina em medicamento: informação relevante para a orientação de pacientes com doença celíaca / Assessment of gliadin in pharmaceutical products: important information to the orientation of celiac disease patients

BACKGROUND: Some drugs might contain gliadin which can be dangerous for celiac disease patients. OBJECTIVE: Detect gliadin in pharmaceutical products commonly used in Brazil. METHODS: We analyzed 78 pharmaceutical products selected aleatory from a list of 180 products most frequently sold at Brazilian community pharmacies. The analyzed samples were analgesics (n = 9), anthelmintics (n = 3), antacids (n = 8), antibiotics (n = 13), anticholesteremics (n = 1), anticonvulsants (n = 2), antidepressants (n = 2), antiemetics (n = 3), antihypertensives (n = 3), antihistaminics (n = 3), anti-inflammatories (n = 7), antipyretics (n = 2), bronchodilators (n = 1), laxatives (n = 1), oral contraceptives (n = 5) and vitamins (n = 10). The samples were analyzed by enzyme immunoassay based on monoclonal antibodies omega-gliadins, the elected technique according to the Codex Alimentarius Commission WHO/FAO. All samples were analyzed in duplicate. The sensitivity of this test is 4 mg of gliadin/100 g of product. RESULTS: Only one (1.3%) out of 78 pharmaceutical products contained detectable amounts of gliadin (5.5 mg/100 g). The active ingredient of this drug is ranitidine. According to the Codex Alimentarius Commission WHO/FAO the intake of 10 mg of gliadin/day should not be exceeded by celiac disease patients. Considering the amount of gliadin in each capsule of ranitidine, the ingested quantity would be lower than the maximum allowed for celiac patients. CONCLUSIONS: In this study gliadin was not detected in pharmaceutical products in harmful amount for celiac disease patients

The gut at war: the consequences of enteropathogenic Escherichia coli infection as a factor of diarrhea and malnutrition

Diarrheal disease is still the most prevalent and important public health problem in developing countries, despite advances in knowledge, understanding, and management that have occurred over recent years. Diarrhea is the leading cause of death in children under 5 years of age. The impact of diarrheal diseases is more severe in the earliest periods of life, when taking into account both the numbers of episodes per year and hospital admission rates. This narrative review focuses on one of the major driving forces that attack the host, namely the enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) and the consequences that generate malnutrition in an early phase of life. EPEC serotypes form dense microcolonies on the surface of tissue-culture cells in a pattern known as localized adherence (LA). When EPEC strains adhere to epithelial cells in vitro or in vivo they cause characteristic changes known as Attaching and Effacement (A/E) lesions. Surface abnormalities of the small intestinal mucosa shown by scanning electron microscopy in infants with persistent diarrhea, although non-specific, are intense enough to justify the severity of the clinical aspects displayed in a very young phase in life. Decrease in number and height of microvilli, blunting of borders of enterocytes, loss of the glycocalyx, shortening of villi and presence of a mucus pseudomembrane coating the mucosal surface were the abnormalities observed in the majority of patients. These ultrastructural derangements may be due to an association of the enteric enteropathogenic agent that triggers the diarrheic process and the onset of food intolerance responsible for perpetuation of diarrhea. An aggressive therapeutic approach based on appropriate nutritional support, especially the utilization of human milk and/or lactose-free protein hydrolyzate-based formulas and the adequate correction of the fecal losses, is required to allow complete recovery from the damage caused by this devastating enteropathogenic agent

Associaçäo de padröes de adesäo de Escherichia coli às células HEp-2 com diarréia aguda e persistente / Association of patterns of Escherichia coli adherence to HEp-2 cells with acute and persistent diarrhea

Cerca de 1/3 das consultas de emergência em crianças menores de 2 anos deve-se a casos de diarréia aguda, dos quais até 30 por cento dos causados por Escherichia coli enteropatogênica evoluem para diarréia persistente. Este estudotem como objetivo analisar a associação entre os diferentes padrões de adesão de E coli às células Hep-2 com diarréia aguda e persistente. Foram analisadas fezes de 34 crianças, internadas para terapia de reidratação nos Hospitais São Paulo e Darcy Vargas, em São Paulo, SP. Como controle, foram utilizadas fezes de 34 crianças pareadas por faixa etária, internadas nos mesmos hospitais, sem apresentarem quaisquer sintomas gastrointestinais nos 30 dias que precederam a coleta de fezes. Foram pesquisados os seguintes enteropatógenos: E coli causadoras de diarréia, Shigella, Salmonella, Yersinia enterocolitica, Campylobacter, Rotavirus, Adenovirus entérico e protoparasitas. Dentre as E coliisoladas foram pesquisados os padrões de adesão (adesão localizada-AL, adesão difusa-AD, adesão agregativa-AA e adesão localizada-like-ALL) às células Hep-2 e homologia com as sondas de DNA para AL (sondas EAF, eaeA), AA (sonda AA) e AD (sondas F184 e AIDA-I). Dos 34 casos, 24 apresentaram diarréia aguda (tempo máximo de duração de 14 dias) e 10, diarréia persistente (tempo de duração acima de 14 dias). Os padrões AL e AA foram detectados nos casos de diarréia aguda e persistente com freqüência semelhante, não sendo observados nos controles. 23,5 por cento das amostras de E coli isoladas foram Escherichia coli enteropatogênicas típicas (AL+, EAF+ e eaeA+); 8,8 por cento foram EAggEC (AA+) e hibridizaram com a sonda AA. As E coli produtoras de AD (DAEC) não hibridizaram com as sondas para AD e sua freqüência foi semelhante tanto em casos, quanto em controles. Neste estudo de caráter preliminar; E coli eaeA+ apresentando o padrão ALL foi mais freqüente em casos do que em controles, sugerindo que este grupo de bactérias possa realmente ter um potencial efeito enteropatogênico.

Escherichia coli enteropatogênica clássica (EPEC) / Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC)

Escherichia coli enteropatogênica clássica (EPEC) ocupa especial importância como agente etiológico de diarréia aguda em crianças com até dois anos de idade, nos países subdesenvolvidos. É uma bactéria gram negativa, cuja açäo enteropatogênica foi primeiramente mencionada por Bray, em 1946. Seu mecanismo de patogenicidade permaneceu desconhecido até a década de 1970. A partir de entäo, uma série de trabalhos foram desenvolvidos, no sentido de esclarecer seu mecanismo fisiopatológico. Age sobre o intestino delgado levando a atrofia vilositária parcial e, mais raramente, subtotal, que se recupera quando a infecçäo regride.

Ultrastructural study of enteropathogenic Escherichia coli Olllab: H2 infection in an infant with acute diarrhea

Escherichia coli enteropatogênica clássica é o mais importante agente etiológico como causa de diarréia aguda nos países subdesenvolvidos, especialmente nos lactentes menores de uma ano de idade. As cepas de Escherichia coli enteropatogênica sao capazes de provocar profundas alteraçoes no citoesqueleto do enterócito, as quais sao denominadas aderência e apagamento das microvilosidades do enterócito, as quais sao denominadas aderência e apagamento das microvilosidades, associadas à formaçao de pedestais. Descreve-se uma cepa de Escherichia coli enteropatogênica 0111ab:H2 isolada das fezes de um lactente com diarréia aguda, no 11§ dia de doença, a qual provocou lesoes de aderência e apagamento das microvilosidades do enterócito e inclusive penetrou no interior do citoplasma do mesmo, assim como invadiu células HeLa em cultura de tecido in vitro e da mesma forma no teste da alça ileal ligada de coelho in vivo, todas as lesoes detectadas em estudo ultra-estrutural. Esta observaçao demonstra que lesoes graves da mucosa do intestino delgado causadas por uma cepa de Escherichia coli enteropatogênica 0111ab:H2 podem ocorrer ainda em um estágio precoce da infecçao entérica.

Adesäo de Escherichia coli a células HeLa: correlaçäo com sorogrupos, sorotipos e biosorotipos; aspectos genéticos da adesäo / Adhesion of Escherichia coli to HeLa cells: correlation with serogroups, serotypes and bioserotypes; genetic aspects of adhesion

Foram estudadas 450 amostras de Escherichia coli, pertencentes a 45 sorogrupos e subgrupos e 112 sorotipos, quanto à adesäo em células HeLa. Desses sorogurpos e subgrupos estudados, 17 apresentaram os padröes de adesäo localizada (AL), difusa (AD) ou localizada e difusa (AL/AD). Alguns sorogupos apresentaram mais que um padräo de adesäo. Entretanto, em cada sorotipo , o padräo de adesäo foi bastante consistente. Adesäo localizada foi encontrada mais frequentemente naqueles sorotipos considerados enteropatogênicos clássicos (EPEC) (93% apresentaram AL) do que entre outros sortipos (14%). A maioria das amostras dos sorotipos 055:H6, 086:H34, 0111ab:H, 0111ab:H2, 0119:H, 0ll9:H6, 0127:H e 0142:H6 apresentaram somente adesäo localizada. A adesäo difusa foi menos encontrada entre as EPEC (21%) do que entre os demais sorotipos (36%). Quando encontrada em sorotipos de EPEC, ou era acompanahada de adesäo localizada (3 amostras em 055:H, 1 em 025:H, 5 em 0111ab:H21, 2 em 0119: H18 e 1 em 0125: HND) ou era rara (1 entre 8 amostras em 055: H7 e 086: H34). A determinaçäo das características bioquímicas das amostras mostrou uma correlaçäo muito grande entre sorotipos imóveis e adesäo localizada. Na maioria dos sorogrupos, as amostras imóveis positivas para adesäo localizada apresentaram características bioquímicas idênticas as positivas dos sorotipos móveis do mesmo sorogrupo, sugerindo que as móveis deram origem ás imóveis por perda de flagelos. Em todos os sorotipos estudados, as amostras positivas para adesäo localizada apresentaram características bioquímicas diferentes das negativas para adesäo. O estudo da dinâmica localizada mostrou que esse padräo permanece constante durante todo o experimento. Das 450 amostras estudadas, 50 foram testadas quanto à adesäo em células Hep-2. Os padröes de adesäo encontrados foram idênticos aos demonstrados nas células HeLa. Usando uma sonda de DNA específica para adesäo localizada nas células Hep-2, foi demonstrado que os fatores que codificam a adesäo localizada e adesäo difusa säo geneticamente distintos. Somente as amostras que apresentavam adesäo localizada e difusa foram positivas com a sonda. As amostras que apresentavam adesäo difusa e as que näo aderiam foram negativas. A análise do conteúdo plasmidial mostrou que a maioria das amostras positivas para adesäo localizada possuía um plasmídio de peso molecular em torno de 55 a 70 megadáltona. Näo foi observado um único plasmídio de mesmo peso molecular, nas amostras posi