Adherent Escherichia coli in colorectal mucosal biopsies: A histological and ultrastructural evaluation.

Background: Colorectal mucosal biopsies occasionally demonstrate the presence of bacteria adherent to the epithelium. This study evaluated the histological and ultrastructural correlates of such bacterial adherence. Materials and Methods: Rectal mucosal biopsies from eight patients in whom histopathological examination of biopsies had earlier demonstrated adherent bacteria were examined by electron microscopy and by bacterial culture. Colorectal biopsies of 69 patients with adherent bacteria detected histologically were retrospectively evaluated for histological changes at sites proximal and distant to adherent bacteria. Results: Escherichia coli of different serogroups were isolated from 7 of 8 rectal biopsies demonstrating bacterial adherence. All isolates showed diffuse or focal adherence to HEp-2 cell monolayers. Ultrastructural changes noted included microvillus damage, pedestal formation, actin web condensation, and protrusions of the apical cytoplasm of epithelial cells into the lumen towards the bacteria. Histological changes noted at light microscopy included reduction in epithelial cell height, focal epithelial cell degeneration, cryptitis and neutrophil infiltration at sites of bacterial adherence whereas these were usually absent at sites distant to adherent bacteria. Bacterial adherence was noted more often in biopsies from Crohn's disease patients than in patients without this diagnosis (P < 0.001). Conclusion: Adherent Escherichia coli in colorectal biopsies were associated with focal epithelial damage and showed an association with Crohn's disease.

Perfil de sensibilidade de Escherichia coli isoladas de urina de matrizes suínas / Sensibility profile of Escherichia coli isolated from sows urine / Perfil de sensibilidad de Escherichia coli aislados de la orina de matrice porcinas

A cistite hoje em dia representa um problema muito grande para suinocultura brasileira, sendo uma das principais causas de morte súbita em fêmeas suínas. Devido a essa enfermidade muitas granjas perdem em sua produtividade, pois ela é causadora de grandes falhas reprodutivas, comprometendo a saúde geral das matrizes e diminuir a vida útil destes animais, necessitando uma maior reposição do plantel. Foram analisadas 200 amostras de urina de fêmeas suínas criadas em granjas da região noroeste do estado do Paraná. Após isolamento das bactérias, foi realizado antibiograma com o uso de oito antibióticos mais frequentemente utilizados no tratamento de infecção urinária em suínos. Os índices de sensibilidade observados nas amostras foram lincomicina (00%), amoxicilina (3,07%), estreptomicina (44,83%), penicilina G (3,45%), norfloxacina (73,28%), ceftiofur (98,28%), doxiciclina (37,94%) e gentamicina (81,90%).

Nowadays cystitis is a very big problem for Brazilian pig production and is a major cause of sudden death in sows. This disease makes many farms lose productivity because it causes major reproductive failures, affecting the overall health of mothers and decreasing the useful life of these animals, requiring a bigger animal replacement. 200 urine samples from sows reared on farms in the northwest region of the state of Paraná were analyzed. After the bacterial isolation, an antibiogram was done utilizing the eight most commonly used antibiotics in the treatment of urinary tract infection in pigs. The resitance indexes observed in the samples were: Lincomycin (00%), Amoxicillin (3.07%), Streptomycin (44.83%), penicillin G (3.45%), Norfloxacin (73.28%), Ceftiofur (98.28%), doxycycline (37.94%), gentamicin (81.90%).

La cistitis es hoy un problema muy grande para la porcicultura brasileña, siendo una de las principales causas de muerte súbita en hembras porcinas. Debido a esa enfermedad muchas granjas pierden en su productividad, pues ella es causadora de grandes fallas en la reproducción, comprometiendo la salud general de las matrices y la disminución de la vida útil de estos animales, necesitando mayor reposición del plantel. Se han analizados 200 muestras de orina de cerdas criadas en granjas de la región noroeste del estado de Paraná. Tras aislamiento de las bacterias, se ha realizado antibiograma con el uso de ocho antibióticos más comúnmente utilizados en el tratamiento de infección urinaria en porcinos. Los índices de sensibilidad observados en las muestras fueron lincomicina (00%), amoxicilina, (3,07%), estreptomicina (44,83%), penicilina G (3,45%), norfloxacina (73,28%), ceftiofur (98,28%), doxiciclina (37,94%), gentamicina (81,90%).

Human sepsis-associated Escherichia coli (SEPEC) is able to adhere to and invade kidney epithelial cells in culture

The adhesins of extraintestinal pathogenic Escherichia coli are essential for mediating direct interactions between the microbes and the host cell surfaces that they infect. Using fluorescence microscopy and gentamycin protection assays, we observed that 49 sepsis-associated E. coli (SEPEC) strains isolated from human adults adhered to and invaded Vero cells in the presence of D-mannose (100%). In addition, bacteria concentrations of approximately 2 x 10(7) CFU/mL were recovered from Vero cells following an invasion assay. Furthermore, PCR analysis of adhesin genes showed that 98.0% of these SEPEC strains tested positive for fimH, 69.4% for flu, 53.1% for csgA, 38.8% for mat, and 32.7% for iha. Analysis of the invasin genes showed that 16.3% of the SEPEC strains were positive for tia, 12.3% for gimB, and 10.2% for ibeA. Therefore, these data suggest that SEPEC adhesion to cell surfaces occurs through non-fimH mechanisms. Scanning electron microscopy showed the formation of microcolonies on the Vero cell surface. SEPEC invasiveness was also confirmed by the presence of intracellular bacteria, and ultrastructural analysis using electron transmission microscopy revealed bacteria inside the Vero cells. Taken together, these results demonstrate that these SEPEC strains had the ability to adhere to and invade Vero cells. Moreover, these data support the theory that renal cells may be the predominant pathway through which SEPEC enters human blood vessels.

Adherence of enteroaggregative Escherichia coli to the ileal and colonic mucosa: an in vitro study utilizing the scanning electron microscopy / Aderência da Escherichia coli enteroagregativa a mucosas ileal e colônica: estudo in vitro utilizando microscopia eletrônica de varredura

CONTEXT: Enteroaggregative Escherichia coli strains have been associated with persistent diarrhea in several developing countries. In vivo procedures with animal models, in vitro assays with cellular lines and in vitro organ culture with intestinal fragments have been utilized to study these bacteria and their pathogenicity. OBJECTIVE: The present experimental research assessed the pathogenic interactions of three enteroaggregative Escherichia coli strains, using the in vitro organ culture, in order to show the adherence to different regions of both, the ileal and the colonic mucosa and demonstrate possible mechanisms that could have the participation in the prolongation of diarrheiogenic process. METHODS: This study used intestinal fragments from terminal ileum and colon that were excised from pediatric patients undergoing intestinal surgeries and from adult patients that underwent to colonoscopic procedures. Each strain was tested with three intestinal fragments for each region. Tissue was fixed for scanning electron microscopic analysis. RESULTS: These bacteria colonized ileal and colonic mucosa in the typical stacked-brick configuration in the ileum and colon. In both regions, the strains were seen over a great amount of mucus and sometimes over the intact epithelium. In some regions, there is a probable evidence of effacement of the microvilli. It was possible to see adhered to the intestinal surface, bacteria fimbrial structures that could be responsible for the adherence process. CONCLUSION: In order to cause diarrhea, enteroaggregative Escherichia coli strains adhere to the intestinal mucosa, create a mucoid biofilm on the small bowel surface that could justify the digestive-absorptive abnormalities and consequently, prolonging the diarrhea.

CONTEXTO: Cepas de Escherichia coli enteroagregativa têm sido associadas à diarreia persistente em vários países em desenvolvimento. Procedimentos in vivo com modelos animais, cultura de órgão in vitro com fragmentos intestinais e ensaios in vitro com linhas celulares têm sido utilizados para estudar essas bactérias e a sua patogenicidade. OBJETIVO: A presente investigação experimental avaliou as interações patogênicas de três cepas de Escherichia coli enteroagregativa, usando cultura de órgão in vitro, para mostrar a aderência a diferentes regiões do intestino: íleo e cólons e demonstrar possíveis mecanismos que poderiam ter participação na perpetuação do processo diarréico. MÉTODOS: Este estudo usou fragmentos de íleo terminal e cólon que foram retirados de pacientes pediátricos submetidos a cirurgias intestinais e de pacientes adultos que foram submetidos a colonoscopias. Cada cepa foi testada com três fragmentos intestinais para cada região. O tecido foi fixado para análise sob microscopia eletrônica de varredura. RESULTADOS: Estas bactérias colonizaram mucosa ileal e colônica na configuração típica de pilhas de tijolos. Em ambas as regiões, as bactérias foram vistas sobre grande quantidade de muco e, às vezes, sobre o epitélio intacto. Em algumas áreas, há evidência de provável achatamento de vilosidades. Foi possível ver sobre a superfície intestinal, estruturas fimbriais bacterianas que poderiam estar relacionadas ao processo de adesão. CONCLUSÕES: Para causar diarreia, cepas de Escherichia coli enteroagregativa aderem à mucosa intestinal e criam um biofilme de muco sobre a superfície do intestino delgado, o que poderia justificar as anormalidades digestivo-absortivas e, por conseguinte, prolongar a diarreia.

Escherichia coli enteroagregativa como agente provocador de diarreia persistente: modelo experimental utilizando microscopia óptica de luz / Enteroaggregative Escherichia coli as a cause of persistent diarrhea: an experimental model using light microscopy

OBJETIVO: Avaliar interações de amostras de Escherichia coli enteroagregativa com tecido intestinal humano, a fim de documentar potenciais alterações em diferentes regiões do trato digestivo. MÉTODOS: Amostras de Escherichia coli enteroagregativa isoladas das fezes de crianças com diarreia persistente e a amostra protótipo 042, isolada de uma criança com diarreia em Lima, no Peru (controle positivo), foram analisadas por microscopia óptica de luz após semeadura em cultura de orgão in vitro de fragmentos de mucosa ileal e colônica. Foram analisadas as interações entre as diferentes cepas de Escherichia coli enteroagregativa e as mucosas ileal e colônica. RESULTADOS: A análise por microscopia óptica de luz indicou associação destes micro-organismos com o epitélio, provocando alterações. As cepas estudadas aderiram a ambas as regiões avaliadas (intestino delgado distal e grosso) e causaram alterações, especialmente naquelas áreas onde interagiram diretamente com o epitélio. No íleo, algumas regiões mostraram internalização secundária. CONCLUSÕES: Esses agentes podem causar diarreia persistente por meio de alterações no intestino delgado, no qual ocorrem as funções digestivo-absortivas. As lesões inflamatórias descritas na mucosa colônica poderiam explicar a colite mostrada em algumas crianças infectadas por Escherichia coli enteroagregativa.

OBJECTIVE: To examine the interactions of Enteroaggregative Escherichia coli strains with small and large intestinal mucosa, in order to detect potential alterations in both regions of the digestive tract. METHODS: Enteroaggregative Escherichia coli strains, isolated from stools of infants with persistent diarrhea and the prototype strain 042 (O44:H18), isolated from a child with diarrhea in Lima, Peru (positive control), were analised by light microscopy after in vitro organ culture assay of ileal and colonic mucosa. The interactions between the different enteroaggregative Escherichia coli strains and the ileal and colonic mucosa were analysed. RESULTS: Light microscopy analysis suggested an association of enteroaggregative Escherichia coli strains with the epithelium, inducing alterations. These bacteria adhered to both small and large bowel mucosa. The enteroaggregative Escherichia coli strains induced alterations in those areas where they were directly interacting with the epithelium. In the ileum, some areas showed a secondary internalization. CONCLUSIONS: The enteroaggregative Escherichia coli strains could cause persistent diarrhea inducing alterations in the small intestinal structures, where the digestive-absorptive functions take place. Inflammatory lesions observed in colons could justify the colitis described in some children infected by enteroaggregative Escherichia coli.

OBJETIVO: Evaluar interacciones de muestras de Escherichia coli enteroagregativa (EAEC) con tejido intestinal humano, a fin de documentar potenciales alteraciones en distintas regiones del tracto digestivo (intestino delgado distal e intestino grueso) y definir, con eso, su rol en la persistencia del proceso diarreico. MÉTODOS: Muestras de EAEC aislada de las heces de niños con diarrea persistente y la muestra prototipo 042, aislada de un niño con diarrea en Lima, Perú (control positivo) fueron analizadas por microscopía óptica de luz (ML) después de siembra en cultura de órgano in vitro de fragmentos de mucosa ileal y del colon. Fueron analizadas las interacciones entra las distintas cepas de EAEC y las mucosas ileal y del colon. RESULTADOS: El análisis por ML indicó asociación de estos microorganismos con el epitelio, provocando alteraciones. Las cepas estudiadas adhirieron a ambas regiones evaluadas: intestino delgado distal y grueso y causaron alteraciones, especialmente en aquellas áreas donde interactuaron directamente con el epitelio. En el íleo, algunas regiones mostraron internalización secundaria. CONCLUSIÓN: Estos agentes pueden causar diarrea persistente mediante alteraciones en el intestino delgado, donde ocurren las funciones digestivo-absortibas. Las lesiones inflamatorias descritas en la mucosa del colon podrían explicar la colitis descrita en algunos niños infectados por EAEC.

Detección de Toxina Termolábil y Termoestable de Escherichia coli en 100 niños con Enfermedad Diarréica Aguda

Las toxinas producidas por Escherichia coli enterotoxigénica están involucradas en la etiología de la enfermedad diarreica aguda, la cual representa un importante problema de salud pública en países en vía de desarrollo. Con el propósito de detectar la presencia de estas toxinas y determinar la sensibilidad antimicrobiana de las cepas productora de ellas, entre enero y marzo de 1997 se estudiaron 100 muestras de materia fecal de niños entre 0 y 7 años de edad con diagnóstico de enfermedad diarreica aguda. Los pacientes asistieron a consulta de urgencias en el Hospital de Meissen en Santafé de Bogotá, y tenían algunos criterios clínicos y microbiológicos específicos que orientaban a la presencia de una infección por bacteria toxigénica no invasiva y ausencia de enfermedad diarreica aguda de origen viral. De las muestras obtenidas, se aislaron 60 cepas de E. coli de las cuales se escogieron aleatoriamente 30 cepas para la detección de toxinas. Para la toxina termolábil se utilizó la prueba VET-RPLA (Oxoid Basingstoke, Reino Unido) y para la toxina termoestable un ELISA competitivo (Oxoid Basingstoke, Reino Unido). También se realizó antibiograma a todas las cepas productoras de toxina. La toxina termolábil fue la única enterotoxina detectada en diez muestras (33.3 por ciento), en niños entre seis meses y dos años de edad, y no se encontró ninguna cepa productora de toxina termoestable o de ambas toxinas. Se obtuvo un porcentaje de sensibilidad del 100 por ciento para la ciprofloxacina, gentamicina, ácido nalidíxico y cefotaxime mientras que en un porcentaje de las cepas fue resistente a la ampicilina y al trimetropim-sulfametaxazol. Los resultados obtenidos sugieren que E. coli productora de toxina termolábil está asociada con la producción de enfermedad diarreica aguda en niños menores de dos años

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.

Attachment and intracellular penetration of classic enteropathogenic Escherichia coli into HEP-2 cells

Com E. coli dos sorogrupos 0111:K58 e 055:K59 observa-se, através de microscopia eletrônica, penetraçäo e provável multiplicaçäo intracelular em células Hep-2. Foram detectadas alteraçöes significativas da membrana citoplasmática das células, sugerindo um processo ativo de endocitose