ABSTRACT
ABSTRACT Background: Helicobacter pylori is an etiologic agent of gastroduodenal diseases. The microorganism, considered a type I carcinogen, affects about 50% of the global population. H. pylori virulence factors are determinant for the clinical outcome of the infection. The outer inflammatory protein A (oipA) gene encodes an outer membrane adhesin and is related to severe gastropathies, such as gastric cancer. Objective: The aim of this study was to evaluate the association of the oipA gene with the severity of gastroduodenal diseases in dyspeptic patients in region Central Brazil. Methods: The polymerase chain reaction (PCR) was used to determine the presence of H. pylori. Samples positives were used for molecular screening of the oipA gene. Gastropathies were categorized as non-severe and severe diseases. Results: Approximately 68% of patients had H. pylori and 36% were infected with H. pylori oipA+ strains. Infection was significantly associated in patients aged over 44 years (P=0.004). However, there was no association between oipA and patients' age (P=0.89). Approximately 46% of patients infected with oipA+ strains had some severe illness. Gastric adenocarcinoma was the most frequent severe gastropathy. The H. pylori oipA genotype was inversely associated with the severity of gastroduodenal diseases (OR=0.247, 95%CI: 0.0804-0.7149 and P=0.007). Conclusion: The characterization of possible molecular markers will contribute to personalized medicine, impacting the prognosis of patients.
RESUMO Contexto: Helicobacter pylori é um agente etiológico de doenças gastroduodenais. O microrganismo, considerado cancerígeno tipo I, afeta cerca de 50% da população mundial. Os fatores de virulência do H. pylori são determinantes para o desfecho clínico da infecção. O gene da proteína inflamatória externa A (oipA) codifica uma adesina da membrana externa e está relacionado a gastropatias severas, como o câncer gástrico. Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar a associação do gene oipA com a gravidade das doenças gastroduodenais em pacientes dispépticos na região Brasil Central. Métodos: A reação em cadeia da polimerase (PCR) foi utilizada para determinar a presença de H. pylori. Amostras positivas foram utilizadas para triagem molecular do gene oipA. As gastropatias foram categorizadas como doenças não severas e severas. Resultados: Aproximadamente 68% dos pacientes apresentaram H. pylori e 36% estavam infectados com cepas H. pylori oipA+. A infecção foi significativamente associada em pacientes com idade superior a 44 anos (P=0,004). No entanto, não houve associação entre oipA e a idade dos pacientes (P=0,89). Aproximadamente 46% dos pacientes infectados com cepas oipA+ tiveram alguma doença severa. O adenocarcinoma gástrico foi a gastropatia severa mais frequente. O genótipo oipA de H. pylori foi inversamente associado à gravidade das doenças gastroduodenais (OR=0,247, IC95%: 0,0804-0,7149 P=0,007). Conclusão: A caracterização de possíveis marcadores moleculares contribuirá para a medicina personalizada, impactando no prognóstico dos pacientes.
ABSTRACT
ABSTRACT BACKGROUND: Helicobacter pylori colonizes approximately half of the world's human population. Its presence in the gastric mucosa is associated with an increased risk of gastric adenocarcinoma, gastric lymphoma, and peptic ulcer disease. In Brazil, the high prevalence of H. pylori infection is a serious health problem. H. pylori virulence factors are associated with an increased risk of serious gastrointestinal disorders. The cagA gene encodes a cytotoxin-A-associated antigen (CagA) that is involved in bacterial pathogenicity. H. pylori strains carrying the cag pathogenicity island (cag-PAI) are significantly associated with severe clinical outcomes and histopathological changes. OBJECTIVE: The present study aims to investigate the prevalence of the cagA gene among H. pylori isolates from patients with different gastric pathologies. Further, the study hopes to verify its association with clinical outcomes. In addition, phylogenetic analysis was performed on cagA-positive H. pylori strains from patients with severe and non-severe diseases. METHODS: Gastric specimens were collected through a biopsy from 117 patients with different esogastroduodenal diseases. DNA was extracted from these gastric specimens and the polymerase chain reaction was performed to amplify the gene fragments corresponding to the 16S ribosomal RNA and cagA genes using specific primers. The polymerase chain reaction products of selected samples positive for cagA were sequenced. The sequences were aligned with reference sequences from the National Center for Biotechnology Information (NCBI) (Bethesda/USA), and a phylogenetic tree was constructed. RESULTS: H. pylori was detected in 65.9% (77/117) of Brazilian patients with different gastroduodenal disorders. Overall, 80.5% (62/77) of the strains were cagA-positive. The ages of patients with cagA-positive strains (15 males and 47 females) ranged from 18 to 74 years. The lesions were categorized as non-severe and severe according to the endoscopic and histopathological reports the most prevalent non-severe esogastroduodenal lesion was gastritis 54/77 (70.12%), followed by esophagitis 12/77 (15.58%) and duodenitis 12/77 (15.58%). In contrast, the most prevalent severe lesions were atrophy 7/77 (9.09%), followed by metaplasia 3/77 (3.86%) and gastric adenocarcinoma 2/77 (2.59%). Phylogenetic analyses performed with the partial sequences of the cagA gene obtained from local strains were grouped in the same clade. No differences in phylogenetic distribution was detected between severe and non-severe diseases. CONCLUSION: The cagA gene is highly prevalent among H. pylori isolates from gastric lesions in Brazilian patients. The presence of the cagA gene was not considered a marker of the severity of esogastroduodenal lesions in the present study. This is the first study to investigate the phylogenetic population structure of H. pylori strains in a Brazilian capital, which may improve our understanding of the clinical outcome of H. pylori infection.
RESUMO CONTEXTO: Helicobacter pylori coloniza aproximadamente metade da população humana mundial. A presença do microrganismo na mucosa gástrica está associada a um risco aumentado de adenocarcinoma gástrico, linfoma gástrico e úlcera péptica. No Brasil, a alta prevalência de infecção por H. pylori é um grave problema de saúde. Os fatores de virulência de H. pylori estão associados a risco aumentado de distúrbios gastrointestinais severos. O gene cagA codifica um antígeno associado à citotoxina A (CagA) que está envolvido na patogenicidade bacteriana. As cepas de H. pylori portadoras da ilha de patogenicidade cag (cag-PAI) estão significativamente associadas a desfechos clínicos severos e alterações histopatológicas. OBJETIVO: O presente estudo tem como objetivo investigar a prevalência do gene cagA entre isolados de H. pylori de pacientes com diferentes desordens gástricas, bem como verificar sua associação com desfechos clínicos. Além disso, a análise filogenética foi realizada em cepas de H. pylori cagA-positivas de pacientes com doenças severas e não severas. MÉTODOS: Amostras gástricas foram coletadas por meio de biópsia gástrica de 117 pacientes com diferentes doenças esogastroduodenais. O DNA foi extraído das amostras e utilizado para amplificar os fragmentos gênicos correspondentes aos genes RNA ribossomal 16S e cagA, através da reação em cadeia da polimerase. Os produtos da reação em cadeia da polimerase de amostras selecionadas positivas para cagA foram sequenciados e as sequências foram alinhadas com sequências de referência do National Center for Biotechnology Information (NCBI) (Bethesda/EUA). As análises filogenéticas foram realizadas a partir do sequenciamento e construção da árvore filogenética. RESULTADOS: H. pylori foi detectado em 65,9% (77/117) dos pacientes brasileiros com diferentes distúrbios gastroduodenais. No total, 80,5% (62/77) das cepas foram cagA-positivas. As idades dos pacientes com cepas cagA-positivas (15 homens e 47 mulheres) variaram de 18 a 74 anos. As lesões foram categorizadas como não severas e severas de acordo com o laudo endoscópico e histopatológico. A lesão esogastroduodenal não severa mais prevalente foi gastrite 54/77 (70,12%), seguida de esofagite 12/77 (15,58%) e duodenite 12/77 (15,58%). Em contraste, as lesões severas mais prevalentes foram atrofia 7/77 (9,09%), seguida de metaplasia 3/77 (3,86%) e adenocarcinoma gástrico 2/77 (2,59%). As análises filogenéticas realizadas com as sequências parciais do gene cagA obtidas de cepas locais foram agrupadas no mesmo clado. Nenhuma diferença na distribuição filogenética foi detectada entre doenças severas e não severas. CONCLUSÃO: O gene cagA é altamente prevalente entre isolados de H. pylori de lesões gástricas em pacientes brasileiros. A presença do gene cagA não foi considerada um marcador de severidade das lesões esogastroduodenais no presente estudo. Este é o primeiro estudo a investigar a estrutura filogenética da população de cepas de H. pylori em uma capital brasileira. Esses resultados irão contribuir para o entendimento sobre o desfecho clínico da infecção por H. pylori.
ABSTRACT
The occurrence of associations between bacteria and plant roots may be beneficial, neutral or detrimental. Plant growth promoting (PGP) bacteria form a heterogeneous group of beneficial microorganisms that can be found in the rhizosphere, the root surfaces or in association with host plant. The aim of this study was to isolate and characterize PGP bacteria associated to barley plants (Hordeum vulgare L.) aiming a future application as agricultural inoculant. One hundred and sixty bacterial strains were isolated from roots or rhizospheric soil of barley based on their growth in nitrogen-free selective media. They were evaluated for their ability to produce indolic compounds (ICs) and siderophores, and to solubilize tricalcium phosphate inin vitro assays. Most of them (74%) were able to synthesize ICs in the presence of the precursor L-tryptophan, while 57% of the isolates produced siderophores in Fe-limited liquid medium, and 17% were able to solubilize tricalcium phosphate. Thirty-two isolates possessing different PGP characteristics were identified by partial sequencing of their 16S rRNA gene. Strains belonging to Cedecea andMicrobacterium genera promoted the growth of barley plants in insoluble phosphate conditions, indicating that these bacteria could be used as bioinoculants contributing to decrease the amount of fertilizers applied in barley crops.
A ocorrência de associações entre bactérias e raízes de plantas pode ser benéfica, neutra ou prejudicial. Bactérias promotoras de crescimento vegetal (BPCV) formam um grupo heterogêneo de micro-organismos benéficos que pode ser encontrado na rizosfera, superfícies de raízes ou em associação com plantas hospedeiras. O objetivo deste estudo foi isolar e caracterizar bactérias promotoras do crescimento vegetal (PCV) associadas a plantas de cevada (Hordeum vulgare L.), visando uma futura aplicação como inoculante agrícola. Cento e sessenta linhagens bacterianas foram isoladas a partir de raízes ou solo rizosférico de cevada com base na sua multiplicação em meios seletivos sem nitrogênio. Todos os isolados foram avaliados quanto è sua capacidade de produzir compostos indólicos (CIs), sideróforos e solubilizar fosfato tricálcio, em ensaios in vitro. A maioria dos isolados (74%) foi capaz de sintetizar CIs na presença do precursor L-triptofano, enquanto que 57% produziram sideróforos em meio líquido com deficiência de Fe e 17% foram capazes de solubilizar fosfato tricálcio. Trinta e dois isolados que apresentaram diferentes características PCV foram identificados pelo sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. Linhagens pertencentes aos gêneros Cedecea eMicrobacterium promoveram o crescimento de plantas de cevada em condições de fosfato insolúvel, indicando que estas bactérias podem ser utilizadas como inoculantes, contribuindo para a redução da quantidade de fertilizantes aplicados no cultivo da cevada.