Virulence factors and phylotyping of Escherichia coli isolated from non-diarrheic and diarrheic water buffalo calves / Caracterização dos fatores de virulência e filogrupos de Escherichia coli isoladas de bezerros bubalinos sem diarreia e diarréicos

ABSTRACT: This study aimed to determine the virulence factors, phylogenetic groups, and the relationships between pathovars and phylogenetic groups of E. coli strains isolated from feces of buffalo calves. A total of 217 E. coli strains were obtained from feces after culture and were screened by PCR for detection of virulence factors EAST-1, enterohemolysin, Saa, CNF2, F41, F5, STa, intimin, Stx1 and Stx2. One hundred and thirty-four isolates were positive for one or more virulence factors: eighty-four from diarrheic animals, and fifty from non-diarrheic calves. The pathovars of E. coli identified in diarrheic feces were ETEC (F5+) (2/84), NTEC (16/84), STEC (20/84), EPEC (3/84), EHEC (3/84), and EAEC (EAST-1+) (33/84). Pathovars identified in non-diarrheic animals were NTEC (21/50), STEC (17/50), EHEC (1/50) and EAEC (7/50). E. coli strains positive for EAST-1 (P=0.008) and phylogroup C (P = 0.05) were associated with the presence of diarrhea. Phylogenetic analysis showed that 58.95% of the isolates belonged to phylogroup B1, followed by E (9.70%), B2 (5.90%), C (5.90%), D (5.22%), A (2.24%), and F (1.50%). Phylogroup B1 predominated in pathogenic E. coli isolated from water buffalo, and phylogroup C constituted an enteropathogenic E. coli for water buffalo calves.

RESUMO: O objetivo foi determinar os fatores de virulência, os grupos filogenéticos e as possíveis relações entre os patovares e os grupos filogenéticos identificados de cepas de Escherichia coli isoladas de fezes de bezerros bubalinos. Um total de 217 amostras de E. coli foram identificadas a partir de cultura das fezes e submetidas a reação em cadeia da polimerase (PCR) para detecção dos fatores de virulência EAST-1, enterohemolisina, Saa, CNF2, F41, F5, STa, intimina, Stx1 e Stx2. Foram identificadas 134 cepas positivas para um ou mais fatores de virulência: 84isoladas de bezerros bubalinos diarreicos e 50 de bezerros bubalinos saudáveis. Os patovares de E. coli obtidos de fezes diarreicas foram ETEC (F5+) (2/84), NTEC (16/84), STEC (20/84), EPEC (3/84), EHEC (3/84), e EAEC (EAST-1+) (33/84). Os patovares isolados de fezes não diarreicas foram NTEC (21/50), STEC (17/50), EHEC (1/50) e EAEC (7/50). Cepas de E. coli positivas para EAST-1 (P = 0,008) e filogrupo C (P = 0,05) foram associadas com a presença de diarreia. A análise de filogrupos revelou que 58,95% dos isolados pertencem ao filogrupo B1, seguido por E (9,70%), B2 (5,90%), C (5,90%), D (5,22%), A (2,24%) e F (1,50%). O filogrupo B1 predomina em cepas de E. coli patogênicas isoladas de bezerros búfalos e o filogrupo C constitui um filogrupo de E. coli patogênica entérica para bezerros.

Detection of virulence genes and the phylogenetic groups of Escherichia coli isolated from dogs in Brazil / Detecção de genes de virulência e grupos filogenéticos de amostras Escherichia coli isoladas de cães no Brasil

ABSTRACT: This study identified the virulence genes, pathovars, and phylogenetic groups of Escherichia coli strains obtained from the feces of dogs with and without diarrhea. Virulence genes and phylogenetic group identification were studied using polymerase chain reaction. Thirty-seven E. coli isolates were positive for at least one virulence factor gene. Twenty-one (57.8%) of the positive isolates were isolated from diarrheal feces and sixteen (43.2%) were from the feces of non-diarrheic dogs. Enteropathogenic E. coli (EPEC) were the most frequently (62.2%) detected pathovar in dog feces and were mainly from phylogroup B1 and E. Necrotoxigenic E. coli were detected in 16.2% of the virulence-positive isolates and these contained the cytotoxic necrotizing factor 1 (cnf1) gene and were classified into phylogroups B2 and D. All E. coli strains were negative for the presence of enterotoxigenic E. coli (ETEC) enterotoxin genes, but four strains were positive for ETEC-related fimbriae 987P and F18. Two isolates were Shiga toxin-producing E. coli strains and contained the toxin genesStx2 or Stx2e, both from phylogroup B1. Our data showed that EPEC was the most frequent pathovar and B1 and E were the most common phylogroups detected in E. coli isolated from the feces of diarrheic and non-diarrheic dogs.

RESUMO: Este estudo pesquisou genes de virulência, patovares e grupos filogenéticos de amostras de E. coli isoladas de fezes de cães com e sem diarreia. Os genes de virulência e a identificação de grupos filogenéticos foram estudados pela técnica de reação em cadeia da polimerase (PCR). 37 isolados de E. coli foram positivos para pelo menos um fator de virulência na análise de PCR. Destes, 21 (57,8%) foram isolados de fezes de cães com diarreia e 16 (43,2%) de fezes de cães não diarreicos. E. coli enteropatogênica (EPEC) (23/37, 62,2%) foi o patovar mais frequente detectado em fezes de cães e foram classificados principalmente como filogrupos B1 e E. E. coli necrotoxigênica (NTEC) positivos para CNF1 foram detectados (6/37, 16,2%) e classificados como B2 e D. Todas as amostras de E. coli foram negativas quanto à presença de genes de enterotoxinas de E. coli enterotoxigênica (ETEC), mas quatro amostras foram positivas para fimbrias relacionadas ao ETEC, 987P (2) e F18 (2). As amostras de E. coli (STEC) produtora de toxina Shiga foram positivas para a toxina Stx2 (1/37) e Stx2e (1/37), ambas do filogrupo B1. Nossos resultados indicaram que EPEC foi o patovar mais frequente e B1 e E foram os filogrupos mais comuns detectados em amostras E. coli isoladas de fezes de cães diarreicos e não diarreicos.