Frecuencia de genes que codifican proteínas autotransportadoras serin-proteasa de Enterobacteriaceae (SPATE) en cepas de Escherichia coli difusamente adherente (DAEC) provenientes de niños con y sin diarrea / Frequency of serine protease autotransporters of enterobacteriaceae (SPATE) encoding genes in diffusely adherent escherichia coli (DAEC) isolates from children with and without diarrhea

RESUMEN El objetivo del estudio fue determinar la frecuencia de seis genes que codifican proteínas autotransportadoras serin-proteasa de Enterobacteriaceae (SPATE) en aislamientos de Escherichia coli difusamente adherente (DAEC) provenientes de niños con diarrea (NCD, n=63) y sin diarrea (NSD, n=41) de Lima, Perú. Los NSD se consideraron como grupo control. Para la detección de los genes se estandarizaron 2 PCRs múltiples: triple A (sigA, pet, espP) y triple B (sat, pic, espC). En ambos grupos el gen SPATE más frecuente fue sat (39,7% de NCD y 41,5% de NSD), seguido de espP (20,6% y 9,7% en NCD y NSD respectivamente). Los otros genes se detectaron en proporciones inferiores al 10,0%, en el siguiente orden de frecuencia: pet, sigA, espC y pic, sin diferencias significativas entre los grupos. Se concluye que Sat es la SPATE más frecuente en cepas DAEC, y que estas cepas pueden poseer genes SPATE independientemente de si se aíslan en NCD o NSD.

ABSTRACT The aim of the study was to determine the frequency of six genes encoding serine protease autotransporter proteins Enterobacteriaceae (SPATE) in diffusely adherent Escherichia coli (DAEC) isolates from children with (WD, n=63) and without diarrhea (WOD, n=41) from Lima, Peru. WOD were considered a control group. For the detection of the genes, 2 multiple PCRs were standardized: triple A (sigA, pet, espP) and triple B (sat, pic, espC). In both groups, the most frequent SPATE gene was Sat (39.7% of WD and 41.5% of WOD), followed by spP (20.6% and 9.7% in WD and WOD respectively). The other genes were detected in proportions lower than 10.0%, in the following order of frequency: pet, sigA, espC and pic, without significant differences between the groups. It was concluded that Sat is the most frequent SPATE in DAEC and that these strains may possess SPATE genes regardless of whether they are isolated in WD or WOD.

Frecuencia de genes que codifican proteínas autotransportadoras serin-proteasa de Enterobacteriaceae (SPATE) en cepas de Escherichia coli difusamente adherente (DAEC) provenientes de niños con y sin diarrea / Frequency of serine protease autotransporters of enterobacteriaceae (SPATE) encoding genes in diffusely adherent escherichia coli (DAEC) isolates from children with and without diarrhea

RESUMEN El objetivo del estudio fue determinar la frecuencia de seis genes que codifican proteínas autotransportadoras serin-proteasa de Enterobacteriaceae (SPATE) en aislamientos de Escherichia coli difusamente adherente (DAEC) provenientes de niños con diarrea (NCD, n=63) y sin diarrea (NSD, n=41) de Lima, Perú. Los NSD se consideraron como grupo control. Para la detección de los genes se estandarizaron 2 PCRs múltiples: triple A (sigA, pet, espP) y triple B (sat, pic, espC). En ambos grupos el gen SPATE más frecuente fue sat (39,7% de NCD y 41,5% de NSD), seguido de espP (20,6% y 9,7% en NCD y NSD respectivamente). Los otros genes se detectaron en proporciones inferiores al 10,0%, en el siguiente orden de frecuencia: pet, sigA, espC y pic, sin diferencias significativas entre los grupos. Se concluye que Sat es la SPATE más frecuente en cepas DAEC, y que estas cepas pueden poseer genes SPATE independientemente de si se aíslan en NCD o NSD.

ABSTRACT The aim of the study was to determine the frequency of six genes encoding serine protease autotransporter proteins Enterobacteriaceae (SPATE) in diffusely adherent Escherichia coli (DAEC) isolates from children with (WD, n=63) and without diarrhea (WOD, n=41) from Lima, Peru. WOD were considered a control group. For the detection of the genes, 2 multiple PCRs were standardized: triple A (sigA, pet, espP) and triple B (sat, pic, espC). In both groups, the most frequent SPATE gene was Sat (39.7% of WD and 41.5% of WOD), followed by spP (20.6% and 9.7% in WD and WOD respectively). The other genes were detected in proportions lower than 10.0%, in the following order of frequency: pet, sigA, espC and pic, without significant differences between the groups. It was concluded that Sat is the most frequent SPATE in DAEC and that these strains may possess SPATE genes regardless of whether they are isolated in WD or WOD.

Resistencia antimicrobiana de cepas comensales de Escherichia coli en niños de dos comunidades rurales peruanas / Antimicrobial resistance of commensal Escherichia coli strains in children of two rural communities in Peru

RESUMEN La resistencia a antibióticos es un problema mundial importante. El objetivo de este estudio fue determinar la resistencia a los antibióticos en cepas comensales aisladas de niños sanos de comunidades rurales de Moyobamba y Urubamba en Perú. Este estudio de cohorte identificó 179 cepas de Escherichia coli comensales provenientes de 93 niños, seguidos durante seis meses. Trece antibióticos fueron analizados mediante disco difusión. Los mayores índices de resistencia fueron para cotrimoxazol (49,1%), ampicilina (48,0%) y ácido nalidíxico (31,8%). Se encontró un aumento en la resistencia del 11,6% para el ácido nalidíxico y del 6,4% para el cotrimoxazol en este periodo. El 34,0% de los aislados fueron multidrogoresistentes. Este estudio respalda hallazgos previos de resistencia a múltiples fármacos en cepas comensales en comunidades rurales, y destaca el aumento en las tasas de resistencia en el tiempo. Recomendamos estudios en poblaciones más grandes, con un seguimiento más prolongado.

ABSTRACT Antibiotic resistance is a major global problem. The objective of this study was to determine antibiotic resistance in commensal strains isolated from healthy children from rural communities of Moyobamba and Urubamba in Peru. This cohort study identified 179 commensal E. coli strains from 93 children, followed for six months. Thirteen antibiotics were analyzed by diffusion disk. The highest rates of resistance were for cotrimoxazole (49.1%), ampicillin (48.0%), and nalidixic acid (31.8%). An 11.6% increase in resistance was found for nalidixic acid and 6.4% for cotrimoxazole in this period; while 34.0% of the isolates were multidrug-resistant. This study supports previous findings of multidrug resistance in commensal strains in rural communities and highlights the increased rates of resistance over time. We recommend studies in larger populations with a longer follow-up.

Presencia de Enterobacteriaceae y Escherichia coli multirresistente a antimicrobianos en carne adquirida en mercados tradicionales en Lima / Presence of multidrug resistant Enterobacteriaceae and Escherichia coli in meat purchased in traditional markets of Lima

RESUMEN Objetivos. El objetivo del presente estudio fue describir la presencia de Enterobacteriaceae en muestras de carne recolectadas en mercados tradicionales de Lima y establecer los niveles de resistencia a antimicrobianos y la presencia de betalactamasas de espectro extendido (BLEE) y AmpC en Escherichia coli. Materiales y métodos. Se recolectaron un total de 138 muestras de carne, 64 (46,4 %) de pollo, 44 (31,9 %) de carne de res y 30 (21,7%) de carne de cerdo. Las bacterias aisladas pertenecieron a 17 géneros diferentes, y específicamente 14 fueron clasificados como Enterobacteriaceae. Se analizó la sensibilidad frente a diez agentes antimicrobianos mediante el método de difusión de disco Kirby-Bauer, se determinó la presencia de BLEE y AmpC mediante las pruebas de doble disco y de inducción de imipenem-ceftazidima, respectivamente. Resultados. Los niveles de resistencia a los antimicrobianos fueron altos frente a trimetoprima-sulfametoxazol, ampicilina, tetraciclina, ácido nalidíxico, ciprofloxacino y cloranfenicol. Existen diferencias significativas en los niveles de resistencia a los antibióticos según el tipo de carne (pollo, carne de res y cerdo) (p <0,05). Los niveles de resistencia a múltiples antimicrobianos (MDR) fueron particularmente altos en pollo y cerdo (98,2 % y 86,4 %, respectivamente). Además, la presencia de BLEE en Escherichia coli aisladas de carne de pollo fue del 59,4 %. Conclusiones. Los niveles de resistencia a los antimicrobianos fueron altos frente a los antibióticos usados frecuentemente en humanos, se destaca el pollo y la res como potenciales reservorios de Escherichia coli productoras de BLEE y pAmpC, respectivamente.

ABSTRACT Objective. The objective of this study was to describe the presence of Enterobacteriaceae in meat samples collected in traditional markets of Lima and to establish the levels of antimicrobial resistance and the presence of extended spectrum beta-lactamases (BLEE) and AmpC in Escherichia coli. Materials and Methods. A total of 138 meat samples, 64 (46.4%) chicken, 44 (31.9%) beef and 30 (21.7%) pork were collected. The isolated bacteria belonged to 17 different genera and, specifically, 14 were classified as Enterobacteriaceae. Sensitivity to ten antimicrobial agents was analyzed using the Kirby-Bauer disc diffusion method, BLEE and AmpC were determined by double disc and imipenem-ceftazidime induction tests, respectively. Results. Antimicrobial resistance levels were high against trimethoprim-sulfamethoxazole, ampicillin, tetracycline, nalidixic acid, ciprofloxacin and chloramphenicol. There are significant differences in antibiotic resistance levels depending on the type of meat (chicken, beef and pork) (p <0.05). Multiple drug resistance (MDR) levels were particularly high in chicken and pork (98.2% and 86.4%, respectively). In addition, the presence of BLEE in Escherichia coli isolated from chicken meat was 59.4%. Conclusions. Multiple drug resistance levels were high compared to antibiotics frequently used in humans; chicken and beef are highlighted as potential reservoirs of BLEE and pAmpC-producing Escherichia coli, respectively.

Multirresistencia y factores asociados a la presencia de betalactamasas de espectro extendido en cepas de Escherichia coli provenientes de urocultivos / Multiresistance and factors associated with the presence of extended-spectrum beta-lactamases in Escherichia coli strains isolated from urine culture

RESUMEN El tratamiento empírico para la infección urinaria se ve complicado frente a la presencia de multirresistencia y de betalactamasas de espectro extendido (BLEE). El objetivo del estudio fue describir los patrones de resistencia antibiótica de cepas de Escherichia coli aisladas en urocultivos y los factores clínico-epidemiológicos asociados a la presencia de BLEE en un grupo pediátrico y adulto. Se recolectaron durante 14 meses, 353 cepas provenientes de Emergencia y Hospitalización del Hospital Cayetano Heredia, 45,9% fueron cepas multirresistentes. La incidencia de BLEE en población pediátrica fue 16,3% vs. 31,1% en la adulta, el 63,6% provenía de pacientes ambulatorios. La presencia de BLEE se asoció con encontrarse hospitalizado en pediatría, así cómo al uso de pañal y vejiga neurogénica en adultos. Estos factores deben considerarse al momento de elegir un tratamiento antibiótico. Asimismo, es necesario implementar programas de reporte epidemiológico y modelos de prevención de factores de riesgo.

ABSTRACT The empirical treatment of urinary infections is complicated by the presence of multiresistance and resistance to extendedspectrum beta-lactamases (ESBLs). The objective of this study was to describe the patterns of antibiotic resistance of Escherichia coli strains isolated from urine cultures and the clinical-epidemiological factors associated with the presence of ESBLs in a pediatric and an adult group. A total of 353 strains were collected from the Emergency and Hospitalization Sector of the Cayetano Heredia Hospital over 14 months, and 45.9% of the isolated strains were multiresistant. The rate of resistance to ESBLs in the pediatric and adult population was 16.3% and 31.1%, respectively, and 63.6% of the resistant strains were isolated from outpatients. The presence of ESBLs was associated with hospitalization in pediatrics, use of diapers, and the presence of neurogenic bladder in adults. These factors should be considered in selection of an antibiotic treatment. Moreover, epidemiological reporting programs and models should be implemented for reduction of risk factors.

Enteropatógenos de importancia en salud pública / Relevant public health enteropathogens

La diarrea continúa siendo la tercera causa de muerte en niños menores de 5 años, pese a los avances recientes en el manejo y prevención de esta enfermedad. Es causada por múltiples patógenos, sin embargo, la prevalencia de cada uno varía según el grupo de edad, la zona geográfica y el escenario donde se registran los casos (comunitario vs hospitalario). Los patógenos de mayor relevancia en salud pública son aquellos asociados con mayor carga de enfermedad, severidad, complicaciones y mortalidad. En nuestro medio, el norovirus, Campylobacter y las E. coli diarrogénicas, son los patógenos más prevalentes a nivel comunitario en niños. En este artículo se revisa la epidemiología local y las potenciales áreas de desarrollo en cinco patógenos seleccionados: rotavirus, norovirus, E. coli productora de toxina Shiga (STEC), Shigella y Salmonella. De estos, el rotavirus es el más importante en la población pediátrica y el principal responsable de la mortalidad infantil por diarrea. La introducción de la vacunación contra rotavirus en nuestro país tendrá un importante impacto en la carga de enfermedad y la mortalidad por diarrea. Sin embargo, se requieren estudios de vigilancia para determinar el impacto de la vacunación y el cambio en la epidemiología de la diarrea en el Perú luego de la introducción de nuevas vacunas, así como la vigilancia de las tasas de resistencia antibiótica para las bacterias de importancia clínica.

Diarrhea remains the third leading cause of death in children under five years, despite recent advances in the management and prevention of this disease. It is caused by multiple pathogens, however, the prevalence of each varies by age group, geographical area and the scenario where cases (community vs hospital) are recorded. The most relevant pathogens in public health are those associated with the highest burden of disease, severity, complications and mortality. In our country, norovirus, Campylobacter and diarrheagenic E. coli are the most prevalent pathogens at the community level in children. In this paper we review the local epidemiology and potential areas of development in five selected pathogens: rotavirus, norovirus, Shiga toxin-producing E. coli (STEC), Shigella and Salmonella. Of these, rotavirus is the most important in the pediatric population and the main agent responsible for child mortality from diarrhea. The introduction of rotavirus vaccination in Peru will have a significant impact on disease burden and mortality from diarrhea. However, surveillance studies are needed to determine the impact of vaccination and changes in the epidemiology of diarrhea in Peru following the introduction of new vaccines, as well as antibiotic resistance surveillance of clinical relevant bacteria.

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.