PMC

Aan de Redactie: Enteropathogene Escherichia coli (EPEC), 1 van de 6 pathotypes van diarreeveroorzakende E. coli (DEC), bevordert aanhechtende laesies in eukaryotische cellen. Deze laesies worden gemedieerd door intimin, een buitenmembraanaanhechtingseiwit dat wordt gecodeerd door het eae-gen (E. coli attaching-effacing) (1). EPEC wordt momenteel onderverdeeld in typische en atypische subgroepen. Terwijl typische EPEC drager zijn van het EPEC adherence factor plasmid (pEAF) dat codeert voor de bundelvormende pilus (BFP) en een complexe regulator van diverse virulentiegenen (Per) (1), is atypische EPEC verstoken van pEAF (of brengt geen functionele BFP tot expressie) (1,2). Typische EPEC brengt het gelokaliseerde adhesiepatroon (LA) tot expressie, dat wordt gekenmerkt door compacte bacterieclusters op HeLa- en HEp-2-cellen (1). Atypische EPEC daarentegen vertoont meestal het LA-achtige patroon (met losse bacterieclusters) of hechtingspatronen van andere DEC-pathotypen (2).

Enteroaggregatieve E. coli (EAEC), een ander DEC-pathotype, wordt geïdentificeerd door het karakteristieke aggregatieve hechtingspatroon (AA) in HeLa/HEp-2-cellen; bacteriën hechten zich in aggregaten zowel aan celoppervlakken als rond cellen (1,3). EAEC koloniseert het darmslijmvlies en vormt een dikke biofilm die langdurige kolonisatie bevordert en ondervoeding induceert (1-3). Dit pathotype is heterogeen wat betreft de aanwezigheid van mogelijke virulentiegenen en werd recent onderverdeeld in typische en atypische EAEC, die respectievelijk AggR (een globale regulator van EAEC virulentie) dragen en niet hebben (1,3).

Wij hebben onlangs een studie uitgevoerd in het Instituto de Puericultura e Pediatria Martagão Gesteria in Rio de Janeiro, Brazilië, naar de etiologie van diarree bij kinderen met een lage sociaaleconomische status (V.B.C. Girão et al., ongepubliceerde gegevens). In de studie werden alle E. coli isolaten geanalyseerd met betrekking tot hun adhesiepatronen in HeLa cellen en de aanwezigheid van specifieke virulentiegenen van de DEC pathotypen, volgens eerder gerapporteerde methoden (4,5). Onder 481 kinderen (<2 jaar oud) met diarree die werden onderzocht, droegen 16 (3,3%) E. coli-stammen die LA en AA (LA/AA) co-expresseerden, een fenotype dat niet werd gevonden onder stammen van 99 controlekinderen zonder diarree in hetzelfde ziekenhuis. Het LA/AA fenotype werd bevestigd in individuele kolonies van elke stam, alsook in HEp-2 cellen. In beide cellijnen toonden langdurige tests (6 uur) aan dat zich een rijpe biofilm had ontwikkeld die het LA fenotype maskeerde.

Hoewel LA/AA co-expressie in sommige humane E. coli eerder werd gerapporteerd door Bouzari et al. (6), ontbreekt verdere informatie over deze isolaten. Bovendien, aangezien de expressie van LA en AA gebruikt wordt om fecale E. coli te classificeren als typisch EPEC en EAEC (1,3), respectievelijk, is de classificatie van dergelijke stammen binnen de DEC pathotypes moeilijk. Om hun meest geschikte classificatie te bepalen, hebben wij de 16 LA/AA-stammen van onze collectie verder gekarakteriseerd (tabel). Kolonie hybridisatie assays die gebruikt werden om te zoeken naar bijkomende E. coli virulentiegenen (bfpA, perA, E-hly, daaC, cdt, cnf, hly, aggR, aggC, aafC, aap, shf, irp2, pet, pic, astA, pap, afa, sfa, efa, paa, saa, enfA) (1,3-5,7) bleek dat alle stammen eae, bfpA en perA droegen, en 13 ook de EAF-sequentie (een cryptische pEAF-marker). Minder vaak gevonden genen waren paa, shf, irp2, astA, en efa, en de overige genen waren afwezig. BFP-expressie werd in alle stammen bevestigd door immunobloting, en positiviteit in de fluorescente actinekleuringstest (8) toonde aan dat zij aanhechtende/uitstotende laesies kunnen produceren. PCR-analyse van 4 (α, β, γ, en δ) (9) van ten minste 10 erkende intiminussubtypes (1) toonde aan dat subtype δ het meest frequent was. Serotypering (5) identificeerde ten minste 10 verschillende serotypen onder de 16 stammen, hetgeen aantoonde dat zij niet één kloon vormen. Twee serotypen (O119:H6 en O142:H6) worden vaak aangetroffen bij typische EPEC (2). Bepaalde typische en atypische EPEC-serotypen zijn in verband gebracht met verschillende intiminussubtypen (9). Ook onze LA/AA-stammen van hetzelfde serotype droegen hetzelfde intimin-subtype. Onlangs ontdekten Carvalho et al. (10) LA/AA expressie in 4 van 21 eae-positieve E. coli stammen geïsoleerd uit apen met diarree. Alle 4 stammen drukten BFP uit en ontbeerden de EAF-sequentie; net als in onze studie behoorde 1 stam tot serotype O142:H6 en droeg intimin α.

E. coli classificatie binnen de DEC pathotypen heeft epidemiologische en klinische implicaties voor het beheer van diarreeziekten. Het vinden van E. coli-isolaten die LA/AA co-expresseren toont echter opnieuw aan hoe moeilijk het is bacteriën in groepen in te delen op basis van hun adhesiefenotype of genotype (vooral wanneer dit gebaseerd is op mobiele genetische elementen). Aangezien uit onze analyse met moleculaire methoden is gebleken dat deze stammen meer kenmerken van typische EPEC vertonen en het AggR-regulon missen, stellen wij voor ze in te delen als typische EPEC. Typische EPEC worden erkend als pathogeen, atypische EPEC niet (3). Bovendien kan het vermogen van deze stammen om tegelijkertijd aanhechtende/uitstotende laesies en biofilmproductie te induceren, het potentieel van deze stammen om diarree te veroorzaken vergroten en het verblijf van bacteriën in de darmen te verlengen, waardoor de ondervoeding bij de patiënt verergert.