Frecuencia y patotipos de Escherichia coli diarrogénicas en niños peruanos con y sin diarrea / Frequency and pathotypes of diarrheagenic Escherichia coli in peruvian children with and without diarrhea

Introducción. Las E. coli diarrogénicas (DEC) son una de las principales causas de diarrea en niños en países en vías de desarrollo. Sin embargo, no son rutinariamente diagnosticadas en los laboratorios clínicos. Objetivos. Determinar la prevalencia de las DEC en niños peruanos y describir la variabilidad genética de estas cepas. Materiales y métodos. Se utilizaron 8 003 cepas de E. coli previamente aisladas de ocho estudios previos de diarrea en niños, mayormente en zonas periurbanas de Lima. El diagnóstico de las DEC fue a través de un PCR múltiple a tiempo real para los seis grupos de DEC. Se empleó PCR para la determinación de genes adicionales de virulencia. Resultados. La prevalencia promedio global en muestras de diarrea (n=4 243) fue: E. coli enteroagregativa (EAEC) 9,9 por ciento, enteropatogénica (EPEC) 8,5 por ciento, enterotoxigénica (ETEC) 6,9 por ciento, difusamente adherente (DAEC) 4,8 por ciento, productora de toxina shiga (STEC) 0,8 por ciento y enteroinvasiva (EIEC) 0,6 por ciento. La frecuencia relativa de cada patógeno varía según la edad y tipo de estudio. Los principales patotipos en muestras control (n=3 760) fueron EPEC (10,9 por ciento) y EAEC (10,4 por ciento). Se encontró una gran variabilidad en la frecuencia de genes de virulencia para cada patotipo, así como en los mecanismos moleculares de resistencia, sin diferencias significativas entre muestras de diarrea y control. Conclusiones. Las DEC son causa importante de diarrea en niños peruanos. Estos patógenos son altamente heterogéneos. Se requieren estudios adicionales para determinar la prevalencia en zonas rurales del Perú, así como en casos graves de diarrea.

Introduction. Diarrheagenic E. coli (DEC) are a major cause of diarrhea in children in developing countries. However, they are not part of routine diagnosis in clinical laboratories. Objectives. To determine the DEC prevalence in Peruvian children and to describe the genetic variability of these strains. Materials and methods. A total of 8 003 E. coli strains previously isolated from eight different studies of diarrhea in children, mainly from peri-urban areas of Lima, were analyzed. Diagnosis of DEC was done with Multiplex real-time PCR using genes for each of the 6 DEC groups. Conventional PCR was performed for the detection of additional virulence genes. Results. Globally, the mean prevalence in diarrhea samples (n=4,243) was: enteroaggregative E. coli (EAEC) 9.9 percent, enteropathogenic E. coli (EPEC) 8.5 percent, enterotoxigenic E. coli (ETEC) 6.9 percent, diffusely adherent E. coli (DAEC) 4.8 percent, Shiga toxin-producing E. coli (STEC) 0.8 percent and enteroinvasive E. coli (EIEC) 0.6 percent. The relative frequency of each pathogen varies according to the age and the type of study. The main pathotypes in control samples (n=3,760) were EPEC (10.9 percent) and EAEC (10.4 percent). An important variability in the virulence genes frequency and molecular resistance mechanisms for each pathotype was found, without differences between diarrhea and control groups. Conclusions. DEC are a major cause of diarrhea in Peruvian children. These pathogens are highly heterogeneous. Additional studies are required to determine the prevalence in rural areas of Peru and in severe diarrhea cases.

Patrones de adherencia de cepas de Escherichia coli Difusamente adherente (DAEC) provenientes de niños con y sin diarrea / Adhesion patterns in diffusely adherent Escherichia coli (DAEC) strains isolated from children With and without diarrhea

Introducción. Las E. coli de adherencia difusa (DAEC) son el sexto grupo de E. coli diarrogénicas reconocidas. Su asociación con diarrea es controversial. No se conoce la variabilidad en los patrones de adherencia de cepas clínicas. Objetivos. Comparar los patrones de adherencia entre cepas aisladas de niños con y sin diarrea. Materiales y métodos. Se analizó 31 cepas DAEC, 25 de diarrea y 6 de niños asintomáticos (control) aislados de un estudio de cohorte de niños menores de 12 meses en el cono sur de Lima. Las DAEC fueron identificadas por PCR (gen daaD). Se evaluó el patrón y grado de adherencia en cultivos de células HEp-2; la polimerización de actina se evaluó por la prueba de coloración de fluorescencia de actina (FAS); y la motilidad se evaluó por métodos convencionales microbiológicos. Resultados. El patrón de adherencia difusa se encontró en el 88 por ciento de muestras de diarrea y en el 100 por ciento de muestras control. La cantidad de bacterias adheridas por célula fue significativamente menor en las muestras de diarrea (p<0,05). Sin embargo, la polimerización de actina fue mayor en las muestras de diarrea (60 por ciento frente a 17 por ciento). La prueba de motilidad fue positiva en el 60 por ciento de las cepas de diarrea y en el total de muestras control. Conclusiones. Nuestros hallazgos sugieren la existencia de diferencia en los patrones de adherencia, polimerización de actina y motilidad entre cepas de DAEC correspondientes a los grupos de diarrea y control. La significancia de estos resultados debe confirmarse con mayor número de cepas, así como la determinación de los genes de virulencia en las cepas.

Introduction. Diffusely adherent E. coli (DAEC) is the sixth recognized group of diarrheagenic E. coli. However, its association with diarrhea remains controversial. Variability in the adherence patterns of clinical strains is unknown. Objectives. To compare the adherence patterns between strains isolated from children with and without diarrhea. Materials and methods. A total of 31 DAEC strains were analyzed, 25 from children with diarrhea and 6 from asymptomatic (control) children, isolated from a cohort study of children under one year of age in the southern districts of Lima. DAEC were identified by PCR (daaD gene). The pattern and adherence score in HEp-2 cell culture were evaluated, Actin polimerization was determined by fluorescence actin staining (FAS) and motility was evaluated by conventional microbiology methods. Results. Diffuse adherence pattern was found in 88 percent of diarrhea samples and in the total of control strains. The number of bacteria adhered per cell was significantly lower in diarrhea samples (p<0.05). However, actin polymerization was greater in diarrhea samples (60 percent vs. 17 percent). Motility test was positive in 60 percent of the diarrhea samples and in all control samples. Conclusions. Our findings suggest a difference between adherence patterns, actin polymerization and motility between DAEC strains corresponding to diarrhea and control groups. The significance of these results must be confirmed with a bigger number of strains and determining the presence of virulence genes in the strains.

Comparación entre el diagnóstico serológico y el diagnóstico por Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) para Escherichia coli Enteropatogénica (EPEC) / Comparison of Enteropathogenic Escherichia Coli (EPEC) diagnosis by serology and by Polymerase Chain Reaction (PCR)

Introdución. En los laboratorios clínicos la identificación de EPEC se basa en la determinación de serotipos específicos por técnicas de aglutinación utilizando antisueros O y H. Actualmente la identificación del gen de intimina (eaeA) por PCR es el método diagnóstico de elección para EPEC. Objetivos. Comparar el diagnóstico por serología con el diagnóstico por PCR de cepasde EPEC. Materiales y Métodos. Se recolectaron cepas identificadas como EPEC en base al antígeno O, de 4 laboratorios clínicos de Lima, procedentes de muestras de diarrea de niños menores de 5 años. En estas cepas se buscaron genes relacionados a virulencia mediante un PCR múltiple a tiempo real para las E. coli diarreogénicas. Resultados. Se recolectaron 113 cepas; 82% de niños menores de 2 años. Únicamente15 cepas (13.3%) presentaron el gen de intimina con un diagnóstico confirmatorio de EPEC. Adicionalmente se encontraron 3 cepas enterotoxigénicas (ETEC), 3 productoras de shiga-toxina (STEC), 1 entero agregativa (EAEC) y 1 enteroinvasiva (EIEC). Conclusiones. Para la identificación correcta de EPEC se debe usar el PCR. Sin embargo, los métodos moleculares aún no están fácilmente disponibles en los laboratorios clínicos a nivel mundial.

Introduction. The identification of EPEC in clinical laboratories is based on the determination of the serotypes by agglutination with O and H antiserum. Currently the proper diagnosis of EPEC should be done by the identification of the intimin gen (eaeA) by PCR. Objectives. To compare the diagnosis of EPEC by serotypin and by PCR. Materials and Methods. We collected EPEC strains, identify by their O antigen, from 4 clinical laboratories in Lima from diarrheal samples in children less than 5 years of age. In those strains we have searched for virulence genes by a real time multiplex PCR for the diarrheagenic E. coli. Results: We collected 113 strains; 82% from children less than 2 years of age. Only 15 strains (13.3%) had the intimin gene and therefore a confirmatory diagnosis of EPEC. In addition we found 3 enterotoxigenic (ETEC), 3 shiga toxin-producing (STEC), 1 enteroagreggative (EAEC) and 1 enteroinvasive (EIEC) strains. Conclusions. PCR should be use for the proper identification of EPEC. However, molecular methods are still not easily available in clinical laboratories worldwide.