Mastitis caused by Escherichia coli is among the most common and severe forms of environmental mastitis. Currently, the severity of E. coli mastitis is thought to be more related to cow factors than bacterial virulence. Some strains of E. coli, however, may be adapted to colonizing mammary tissue, increasing clinical severity, and impairing recovery. Curli are adhesive surface structures produced by some E. coli and Salmonella strains that bind a number of host proteins and have recently been found to play a role in the pathogenesis of bacterial sepsis. Sixty-one E. coli isolates from 36 clinical cases of bovine mastitis were characterized using ERIC-PCR and screened for their ability to produce curli by binding Congo-red dye. The effect of curli production on case recovery, based on a return to milk production, was investigated for a subset of 43 isolates from 20 quarters of 19 cows. Fifty-eight of the 61 isolates were clustered into two clonal groups at 52% genetic similarity. Thirty-five of all 61 isolates (57%) were curli-positive. Twenty-three isolates from 13 cows clustered in clonal group I, of which 5 cases (38%) were curli-positive; 35 isolates from 22 cows were clustered in clonal group II, 15 of which were curli-positive cases (68%). No association was found between genetic similarity and phenotypic curli expression of isolates from cows with clinical E. coli mastitis cases (p=0.16). Phenotypic curli expression in isolates did not affect the recovery of cows' milk yield to pre-mastitis production levels (p=0.18). / Master of Science

No Brasil, os cânceres de cólon e de reto são considerados as neoplasias gastrintestinais mais comumente observadas na população. Nos últimos anos vêm se relatando na literatura nacional e internacional a possível relação da presença de microrganismos com o desenvolvimento de câncer; entretanto, ainda não se observam evidências científicas convincentes dessa interação. Este estudo teve como objetivo determinar a presença e participação dos diferentes patótipos de Escherichia coli em pacientes com e sem câncer de reto. Foram coletadas amostras fecais de pacientes com neoplasia de reto, e de indivíduos sadios sem sinais de câncer (pólipos e/ou tumor), usadas como controle. Uma porção fecal foi semeada em ágar MacConkey isolando-se aletaoriamente quatro colônias de cada amostra. A identificação em nível de espécie, e dos patótipos, assim como dos fatores de virulência das cepas extra-intestinais de E. coli foi realizada por PCR convencional. Para a caracterização molecular das E. coli foi usada a técnica de ERIC-PCR. Os pacientes com neoplasia de reto apresentaram idade média de 63 anos de idade (P < 0,001). A ocorrência de E. coli extra-intestinal (ExPEC; 44,17%) foi menor que as cepas de E. coli diarreiogênicas (DEC; 49,2%). A presença de E. coli enteroagregativa típica (tEAEC) foi observada em 44,1% das amostras fecais de pacientes com câncer de reto e em indivíduos sadios (12,9%) (P = 0,003); entretanto, as E. coli enteropatogênicas atípicas (aEPEC) foram isoladas em ambos os grupos de pacientes (câncer: 37,3%; sadios: 48,4%). O gene afa/dra da adesina Afa/Dr foi observado em maior prevalência nas ExPEC isoladas de pacientes com câncer (P < 0,001). As cepas de E. coli mostraram combinações gênicas que variaram de 2 a 8 genes, observando-se 39 e 24 combinações gênicas nas cepas de pacientes com câncer e sadios, respectivamente. Pelo ERIC-PCR observou-se elevada diversidade genética em todas as cepas. Foi observada a presença dos oito filogrupos de E. coli, sendo o filogrupo B2 (55,2%) o mais predominante. Os filogrupos D e E não agruparam cepas de indivíduos sadios. Os resultados sugerem maiores estudos para determinar o papel das DEC, particularmente das aEPEC, tEAEC e ExPEC de forma individual ou em associação, avaliando-se o provável sinergismo e/ou a co-infecção de diferentes patótipos nesses processos, assim como sua presença no trato intestinal em pacientes assintomáticos com câncer de reto. / In Brazil, colon and rectal cancer are increasing and they are considered the gastrointestinal neoplasia most commonly observed in the population. In recent years, national and international literatures have shown a possible correlationship among the presence of microorganisms with the development of cancer; however, no convincing scientific evidence of this interaction has been observed. This study aimed to determine the presence and participation of different pathotypes of Escherichia coli isolated from patients with or without rectal cancer. Fecal samples were collected from patients with rectal cancer and healthy individuals with no signs of cancer (polyps and/or tumor) used as a control. Feces were plated onto agar MacConkey and four strains were randomly selected from each sample. Conventional PCR was used for identification of E. coli and pathotypes, as well as to detect virulence genes in extra-intestinal strains. The molecular characterization of E. coli was performed by ERIC-PCR. Patients with rectal cancer were mean age of 63 years old (P < 0.001). Diarrheogenic E. coli (DEC, 49.17%) were more prevalent than extra-intestinal E. coli (ExPEC, 44.17%). The presence of tEAEC was observed in 44.1% of the patients with cancer compared to healthy (12.9%) (P = 0.003). Atypical enteropathogenic E. coli (aEPEC) strains were isolated in both patient groups (cancer: 37.3%; healthy: 48.4%). The gene afa/dra for adhesion Afa/Dr was observed in higher prevalence than in ExPEC strains in patients with cancer and healthy subjects (P < 0.001). E. coli strains showed genetic combinations from 2 to 8 genes, showed 39 and 24 genetic combinations in strains from cancer and healthy patients, respectively. All strains showed high genetic diversity by ERIC-PCR. It was observed presence of eight filogroups and B2 filogroup (55.2%) was the most prevalent. Filogroups D and E were absent in strains from healthy. The results suggest further studies to determine the role of DEC, particularly aEPEC, tEAEC, and ExPEC, individually or in combination, and the synergism and co-infection of different pathotypes in these processes, as well as its presence in the intestinal microbiota in asymptomatic patients with rectal cancer.

Entre as 12 espécies do gênero Yersinia, Yersinia enterocolitica é a mais prevalente como causa de doença em humanos e animais. Sua patogenicidade é relacionada, entre outras características, a seis biotipos: o 1B e os biotipos 2 a 5 comprovadamente patogênicos e o biotipo 1A, considerado como não-patogênico. Entretanto, dados da literatura relatam linhagens do biotipo 1A como sendo os agentes causais de infecções em humanos e animais. O objetivo deste trabalho foi investigar o potencial patogênico e verificar a similaridade genômica de linhagens de Y. enterocolitica biotipo 1A, isoladas de material clínico e não-clínico. Foram estudadas 52 linhagens de Yersinia enterocolitica biotipo 1A isoladas de humanos (11), animais (11), alimentos (15) e ambiente (15), quanto a susceptibilidade a antimicrobianos, comportamento frente a testes fenotípicos relacionados à virulência, resistência a reativos intermediários do oxigênio, invasão a células HEp-2 e Caco-2, presença de genes de virulência por PCR e similaridade genômica por Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus PCR (ERIC-PCR) e Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). Tanto as linhagens clínicas como as não-clínicas apresentaram resistência à ampicilina e à cefalotina. Não foi observada diferença entre linhagens de origem clínica e não-clínica frente aos testes de fermentação da salicina, hidrólise da esculina, atividade da pirazinamidase, reativos intermediários do oxigênio e invasão a células HEp-2. Entretanto, linhagens de origem não-clínica foram mais invasivas a células Caco-2 do que as de origem clínica. Oito dos 11 genes de virulência pesquisados foram encontrados. Os genes ystB, hreP e fepD foram mais freqüentemente detectados em linhagens de origem clínica. Ao contrário, os genes myfA, fepA, fes e tccC apresentaram-se mais freqüentes nas linhagens de origem não-clínica. Entretanto, a diferença na freqüência de tais genes não foi estatisticamente significativa entre linhagens clínicas e não-clínicas. O gene inv foi detectado em todas as linhagens estudadas, entretanto, os genes ail, ystA e virF não foram detectados em nenhuma das 52 linhagens. O dendrograma de similaridade genômica consenso das técnicas de ERIC-PCR e PFGE, permitiu a visualização de dois grupos (A e B). Foi observada uma alta similaridade genômica (>63%) entre quase todas as linhagens isoladas de humanos e animais, bem como uma alta similaridade genômica para a maioria das linhagens de origem clínica e não-clínica (>58%). O índice de discriminação de ERIC-PCR foi 0,98, e o de PFGE foi 0,99. Entre as linhagens do biotipo 1A estudadas, não foi observada diferença entre o potencial patogênico de linhagens de origem clínica e não-clínica frente aos testes fenotípicos realizados e prevalência de genes de virulência pesquisados. A exceção foi o teste de invasão a células Caco-2, onde as linhagens não-clínicas foram mais invasivas. As técnicas de ERIC-PCR e PFGE discriminaram similarmente as linhagens estudadas. A alta similaridade genômica entre as linhagens de origem clínica e não-clínica evidencia os animais como sendo importantes reservatórios de Y. enterocolitica biotipo 1A e sugere que isolados de ambiente e alimentos tem sido fonte de contaminação de humanos e animais. / Among the 12 species of the genus Yersinia, Yersinia enterocolitica is the most prevalent cause of illness in humans and animals. Among other characteristics, its patogenicity is related to six biotypes: 1B and 2 to 5 considered pathogenic and the 1A biotype considered non-pathogenic. Despite being defined as non-pathogenic, literature has been shown that biotype 1A strains may be the etiological agents of infections in humans and animals. The aim of this work was to investigate the pathogenic potential and to verify the genomic similarity of Y. enterocolitica biotype 1A isolated from clinical and non-clinical sources. Fifty-two strains of Y. enterocolitica biotype 1A isolated from humans (11), animals (11), food (15), and environment (15) were analyzed regarding their susceptibility to antimicrobials, behavior against phenotypic tests related to virulence, resistance to oxygen intermediate reactives, invasion to HEp-2 and Caco-2 cells, presence of virulence genes by PCR, and genomic similarity by Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus PCR (ERIC-PCR) and Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). Both clinical and non-clinical strains showed resistance to ampicillin and cephalothin. It was not observed any difference in the pathogenic potential between clinical and non-clinical strains face of the following tests: salicine fermentation, esculin hydrolysis, pirazinamidase activity, oxygen intermediate reactives and HEp-2 cell invasion assay. On the other hand, the non-clinical strains were more invasive to Caco-2 cells than the clinical ones. Eight of 11 studied virulence genes were found. Genes ystB, hreP and fepD were more often detected in clinical strains. In contrast, myfA, fepA, fes and tccC were presented more frequently in non-clinical strains. However, the frequency difference of those genes was not statistically significant between clinical and non-clinical strains. The inv gene was detected in all the strains studied; but no ail, ystA, and virF genes were found in any of the 52 strains. ERIC-PCR and PFGE dendogram allowed the visualization of two groups named A and B. It was observed a high genomic similarity among almost all human and animal isolated strains (>63%), as well as a high genomic similarity between the clinical and non-clinical strains (>58%). The discriminatory index for ERIC-PCR was 0.98 and for PFGE was 0.99. Among biotype 1A strains no difference was observed between the pathogenic potential of clinical and non-clinical strains face to the phenotype tests employed, and regarding the prevalence of the studied virulence genes. The exception was the Caco-2 cells invasion assay where non-clinical strains were more invasive., ERIC-PCR and PFGE discriminated the studied strains similarly. The high genomic similarity between the clinical and non-clinical strains gives evidence that animals constitute important reservoirs of Y.enterocolitica biotype 1A and suggests that environmental and food isolates have been the source of human and animal infections.

Entre as 12 espécies do gênero Yersinia, Yersinia enterocolitica é a mais prevalente como causa de doença em humanos e animais. Sua patogenicidade é relacionada, entre outras características, a seis biotipos: o 1B e os biotipos 2 a 5 comprovadamente patogênicos e o biotipo 1A, considerado como não-patogênico. Entretanto, dados da literatura relatam linhagens do biotipo 1A como sendo os agentes causais de infecções em humanos e animais. O objetivo deste trabalho foi investigar o potencial patogênico e verificar a similaridade genômica de linhagens de Y. enterocolitica biotipo 1A, isoladas de material clínico e não-clínico. Foram estudadas 52 linhagens de Yersinia enterocolitica biotipo 1A isoladas de humanos (11), animais (11), alimentos (15) e ambiente (15), quanto a susceptibilidade a antimicrobianos, comportamento frente a testes fenotípicos relacionados à virulência, resistência a reativos intermediários do oxigênio, invasão a células HEp-2 e Caco-2, presença de genes de virulência por PCR e similaridade genômica por Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus PCR (ERIC-PCR) e Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). Tanto as linhagens clínicas como as não-clínicas apresentaram resistência à ampicilina e à cefalotina. Não foi observada diferença entre linhagens de origem clínica e não-clínica frente aos testes de fermentação da salicina, hidrólise da esculina, atividade da pirazinamidase, reativos intermediários do oxigênio e invasão a células HEp-2. Entretanto, linhagens de origem não-clínica foram mais invasivas a células Caco-2 do que as de origem clínica. Oito dos 11 genes de virulência pesquisados foram encontrados. Os genes ystB, hreP e fepD foram mais freqüentemente detectados em linhagens de origem clínica. Ao contrário, os genes myfA, fepA, fes e tccC apresentaram-se mais freqüentes nas linhagens de origem não-clínica. Entretanto, a diferença na freqüência de tais genes não foi estatisticamente significativa entre linhagens clínicas e não-clínicas. O gene inv foi detectado em todas as linhagens estudadas, entretanto, os genes ail, ystA e virF não foram detectados em nenhuma das 52 linhagens. O dendrograma de similaridade genômica consenso das técnicas de ERIC-PCR e PFGE, permitiu a visualização de dois grupos (A e B). Foi observada uma alta similaridade genômica (>63%) entre quase todas as linhagens isoladas de humanos e animais, bem como uma alta similaridade genômica para a maioria das linhagens de origem clínica e não-clínica (>58%). O índice de discriminação de ERIC-PCR foi 0,98, e o de PFGE foi 0,99. Entre as linhagens do biotipo 1A estudadas, não foi observada diferença entre o potencial patogênico de linhagens de origem clínica e não-clínica frente aos testes fenotípicos realizados e prevalência de genes de virulência pesquisados. A exceção foi o teste de invasão a células Caco-2, onde as linhagens não-clínicas foram mais invasivas. As técnicas de ERIC-PCR e PFGE discriminaram similarmente as linhagens estudadas. A alta similaridade genômica entre as linhagens de origem clínica e não-clínica evidencia os animais como sendo importantes reservatórios de Y. enterocolitica biotipo 1A e sugere que isolados de ambiente e alimentos tem sido fonte de contaminação de humanos e animais. / Among the 12 species of the genus Yersinia, Yersinia enterocolitica is the most prevalent cause of illness in humans and animals. Among other characteristics, its patogenicity is related to six biotypes: 1B and 2 to 5 considered pathogenic and the 1A biotype considered non-pathogenic. Despite being defined as non-pathogenic, literature has been shown that biotype 1A strains may be the etiological agents of infections in humans and animals. The aim of this work was to investigate the pathogenic potential and to verify the genomic similarity of Y. enterocolitica biotype 1A isolated from clinical and non-clinical sources. Fifty-two strains of Y. enterocolitica biotype 1A isolated from humans (11), animals (11), food (15), and environment (15) were analyzed regarding their susceptibility to antimicrobials, behavior against phenotypic tests related to virulence, resistance to oxygen intermediate reactives, invasion to HEp-2 and Caco-2 cells, presence of virulence genes by PCR, and genomic similarity by Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus PCR (ERIC-PCR) and Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE). Both clinical and non-clinical strains showed resistance to ampicillin and cephalothin. It was not observed any difference in the pathogenic potential between clinical and non-clinical strains face of the following tests: salicine fermentation, esculin hydrolysis, pirazinamidase activity, oxygen intermediate reactives and HEp-2 cell invasion assay. On the other hand, the non-clinical strains were more invasive to Caco-2 cells than the clinical ones. Eight of 11 studied virulence genes were found. Genes ystB, hreP and fepD were more often detected in clinical strains. In contrast, myfA, fepA, fes and tccC were presented more frequently in non-clinical strains. However, the frequency difference of those genes was not statistically significant between clinical and non-clinical strains. The inv gene was detected in all the strains studied; but no ail, ystA, and virF genes were found in any of the 52 strains. ERIC-PCR and PFGE dendogram allowed the visualization of two groups named A and B. It was observed a high genomic similarity among almost all human and animal isolated strains (>63%), as well as a high genomic similarity between the clinical and non-clinical strains (>58%). The discriminatory index for ERIC-PCR was 0.98 and for PFGE was 0.99. Among biotype 1A strains no difference was observed between the pathogenic potential of clinical and non-clinical strains face to the phenotype tests employed, and regarding the prevalence of the studied virulence genes. The exception was the Caco-2 cells invasion assay where non-clinical strains were more invasive., ERIC-PCR and PFGE discriminated the studied strains similarly. The high genomic similarity between the clinical and non-clinical strains gives evidence that animals constitute important reservoirs of Y.enterocolitica biotype 1A and suggests that environmental and food isolates have been the source of human and animal infections.

Dentre as espécies do gênero Yersinia, Yersinia enterocolitica é a espécie mais prevalente como causa de doença em humanos e animais. Y. enterocolitica é dividida em seis biotipos. Os biotipos 1B, 2, 3, 4 e 5 compreendem linhagens associadas à doença em humanos e animais, enquanto o biotipo 1A consiste de linhagens consideradas não patogênicas. Apesar de Y. enterocolitica biotipo 2 ser de importância clínica, há uma escassez de estudos no país, o que dificulta avaliar o envolvimento dessa bactéria como causa de doença em humanos e em animais, bem como, determinar o impacto de sua presença no meio-ambiente. O objetivo deste trabalho foi investigar o potencial patogênico, determinar o perfil de suscetibilidade a antimicrobianos e verificar a diversidade genotípica de linhagens de Y. enterocolitica biotipo 2 isoladas no Brasil. Foram estudadas 40 linhagens de Y. enterocolitica biotipo 2, isoladas de humanos (5), ambiente (34) e animal (1), entre os anos de 1979 e 1998. Ademais, nas análises filogenéticas, foram acrescidas 26 linhagens de Y. enterocolitica pertencentes aos outros biotipos, com o intuito de comparar as linhagens de Y. enterocolitica biotipo 2 aos biotipos 1A, 1B, 3, 4 e 5. As linhagens de humanos e animal foram sensíveis a todos os 14 antimicrobianos testados. Dentre as 34 linhagens de ambiente, sete (20,6%) foram resistentes a um ou dois antimicrobianos, sendo esses, amicacina, cefoxitina, gentamicina, e sulfametoxazol - trimetoprima. Todas as linhagens apresentaram os genes inv, ail, ystA, hreP, tccC e myfA. Os genes fepD e fes foram detectados em 39 (97,5%) linhagens, o gene virF foi encontrado em três (7,5%) linhagens, os genes ystB e fepA não foram detectados em nenhuma linhagem. Todas as linhagens apresentaram comportamento relacionado à virulência frente aos testes fenotípicos de atividade da pirazinamidase, hidrólise da esculina e fermentação da salicina. O dendrograma de similaridade genética de Enterobacterial repetitive intergenic consensus PCR (ERIC-PCR) agrupou as linhagens de Y. enterocolitica biotipo 2 em cinco grupos denominados A, B, C, D e E. Todas as linhagens, com exceção de duas, apresentaram similaridade genética superior a 88,3%. O dendrograma de similaridade genética de Pulsed field gel electrophoresis (PFGE) agrupou as linhagens de Y. enterocolitica biotipo 2 em três grupos denominados I, J e K. A maioria das linhagens (72,5%) apresentou similaridade ii genética superior a 78,3%. O dendrograma de similaridade genética de Multilocus variable number tandem repeat analysis (MLVA) agrupou as linhagens de Y. enterocolitica biotipo 2 em dois grupos denominados O e P com similaridade genética superior a 37,7%. Pode-se concluir que o potencial patogênico das linhagens de Y. enterocolitica biotipo 2 foi evidenciado pela prevalência da maioria dos marcadores de virulência, bem como, pelo comportamento relacionado à virulência frente aos testes fenotípicos pesquisados. Algumas linhagens apresentaram-se resistentes a antimicrobianos de primeira escolha no tratamento de yersiniose, o que pode acarretar em falha terapêutica. Os resultados de ERIC-PCR e PFGE mostraram a alta similaridade entre as linhagens de Y. enterocolitica biotipo 2, sugerindo que as mesmas pouco se diferenciaram ao longo dos 19 anos e que possivelmente o meio ambiente tem sido uma fonte de contaminação para humanos e animais no Brasil. A técnica de MLVA agrupou as linhagens de Y. enterocolitica biotipo 2 quanto à sua origem e a técnica de ERIC-PCR agrupou as linhagens de Y. enterocolitica biotipos 1A, 1B, 2, 3, 4, e 5 quanto às diferentes patogenicidades características de cada biotipo. / Among the species of the genus Yersinia, Yersinia enterocolitica is the most prevalent species that cause illness in humans and animals. Y. enterocolitica is divided into six biotypes. Biotypes 1B, 2, 3, 4 e 5 comprise strains associated to illness in humans and animals, while biotype 1A comprise strains considered nonpathogenic. Despite of the fact that Y. enterocolitica biotype 2 is of clinical importance, there is a paucity of studies in this country, which makes difficult to assess the involvement of this bacteria as a cause of illness in humans and animals, as well as to determine the impact of its presence in the environment. The aim of this work was to investigate the pathogenic potential, to determine the antimicrobial resistance profile and to verify the genetic diversity of Y. enterocolitica biotype 2 strains isolated in Brazil. Forty strains of Y. enterocolitica biotype 2 isolated from humans (5), environment (34) and animal (1), between 1979 and 1998 were studied. Besides, in the phylogenetic analyzes it was added 26 Y. enterocolitica strains belonging to the other biotypes, in order to compare the Y. enterocolitica biotype 2 strains to biotypes 1A, 1B, 3, 4 e 5. Humans and animals strains showed susceptibility to all 14 antibiotics tested. Among the 34 environment strains, seven (20.6%) were resistant to one or two antibiotics used such as amikacin, cefoxitin, gentamicin and sulfamethoxazole-trimethoprim. All the strains presented the genes inv, ail, ystA, hreP, tccC and myfA. Genes fepD and fes were detected in 39 (97.5%) strains, virF was found in three (7.5%) strains, and ystB and fepA were not detected in any strains. All the strains exhibited behavior related to virulence against the phenotypic tests of pyrazinamidase activity, esculin hydrolysis and salicin fermentation. The dendrogram of genetic similarity of Enterobacterial repetitive intergenic consensus PCR (ERIC-PCR) grouped the Y. enterocolitica biotype 2 strains in five groups, designated A, B, C, D and E. All the strains, except two, showed a genetic similarity of more than 88.3%. The dendrogram of genetic similarity of Pulsed field gel electrophoresis (PFGE) grouped the Y. enterocolitica biotype 2 strains in three groups, designated I, J and K. The majority of the strains (72.5%) showed a genetic similarity of more than 78.3%. The dendrogram of genetic similarity of Multilocus variable number tandem repeat analysis (MLVA) grouped the Y. enterocolitica iv biotype 2 strains in two groups, designated O and P with a genetic similarity of more than 37.7%. It is possible to conclude that the pathogenic potential of the Y. enterocolitica biotype 2 strains was highlighted by the prevalence of the majority of the virulence markers searched, as well as by the behavior related to virulence against the phenotypic tests. Some strains were resistant to antimicrobials that are the first choice for yersiniosis treatment, which can result in therapeutic failure. The results of ERIC-PCR and PFGE showed a high genetic similarity between the Y. enterocolitica biotype 2 strains, suggesting that the strains differed little over 19 years, and that the environment has been possibly a source of humans and animals infections in Brazil. The MLVA technique grouped the Y. enterocolitica biotype 2 strains according their origins, and the ERIC-PCR technique grouped the Y. enterocolitica biotypes 1A, 1B, 2, 3, 4 and 5 strains according to the different pathogenicity characteristics of each biotype.

O gênero Yersinia compreende 12 espécies. Y. enterocolitica, Y. pseudotuberculosis e Y. pestis são patógenos de vários animais, incluindo os humanos. Y. aldovae, Y. bercovieri, Y. frederiksenii, Y. intermedia, Y. kristensenii, Y. aleksiciae, Y. mollaretti e Y. rhodei são encontradas sobretudo no meio ambiente e alimentos e consideradas, usualmente, como bactérias oportunistas não-patogênicas e Y. ruckeri é um importante patógeno de peixes. Usualmente, as linhagens de Yersinia são classificadas em espécies de acordo com suas características bioquímicas. O Laboratório Nacional de Referência em Yersinia spp. outras que Y. pestis recebeu mais de 700 linhagens que foram identificadas bioquimicamente. Entretanto, sete linhagens de Yersinia não puderam ser identificadas pelos testes bioquímicos convencionais em nenhuma das espécies até o momento conhecidas e, por esse motivo, foram denominadas Yersinia atípicas. Os objetivos desse trabalho foram identificar as linhagens atípicas de Yersinia spp. em espécies por técnicas moleculares como Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus PCR (ERIC-PCR), Eletroforese em Campo Pulsado (PFGE), sequenciamento do gene 16S rRNA e Multilocus Sequencing Typing (MLST) e definir dentre as metodologias empregadas a que mais contribui para a identificação precisa dessas linhagens. Foi estudado um total de 59 linhagens de Yersinia spp., sendo 52 linhagens representantes das diferentes espécies do gênero e sete as linhagens bioquimicamente atípicas de Yersinia. As técnicas de ERIC-PCR, sequenciamento do gene 16S rRNA e o MLST foram eficientes na identificação molecular do gênero Yersinia, uma vez que conseguiram reunir todas as espécies em ramos espécie-específicos, com exceção de algumas linhagens de Y. frederiksenii e Y. kristensenii. A técnica de PFGE, pelo contrário, não agrupou as linhagens estudadas em clusters espécie-específicos. Os dados de ERIC-PCR, sequenciamento do gene 16S rRNA e MLST, sugerem que as linhagens atípicas FCF 229 e FCF 231 pertençam à espécie Y. ruckeri. Os dados de ERIC-PCR e MLST sugerem que a linhagem atípica FCF 487 pertença à espécie Y. enterocolitica. Ademais, os dados de ERIC-PCR, sequenciamento do gene 16S rRNA e MLST sugerem que as linhagens atípicas FCF 216, FCF 465, FCF 457 e FCF 494 pertençam a espécie Y. massiliensis. Os resultados obtidos nesse trabalho fornecem dados importantes para a caracterização molecular de linhagens bioquimicamente atípicas de Yersinia e contribuem para uma melhor descrição do gênero quanto a sua diversidade e reforçam o MLST como uma técnica confiável e reprodutível a ser usada na identificação de bactérias pertencentes a esse gênero, sendo dentre as metodologias utilizadas nesse estudo a mais indicada para tipagem molecular de yersiniae. / The genus Yersinia comprises 12 species. Y. enterocolitica, Y. pseudotuberculosis and Y. pestis are pathogens of various animals, including humans. Y. aldovae, Y. bercovieri, Y. frederiksenii, Y. intermedia, Y. kristensenii, Y. aleksiciae, Y. mollaretti and Y. rohdei have been mostly found in the environment and food sources and are commonly considered to be opportunistic nonpathogenic bacteria and Y. ruckeri is an important fish pathogen. Usually, Yersinia strains are classified into species according to their biochemical characteristics. The Brazilian Reference Center on Yersinia spp. other than Y. pestis received more than 700 strains that were biochemically identified. However, seven strains that were typed as Yersinia could not be biochemically identified in any one of the currently known Yersinia species and for this reason they were named as atypical strains. The aims of this work were to identify into species the atypical Yersinia strains using molecular techniques as Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus PCR (ERIC-PCR), Pulsed Field Gel Electrophoresis (PFGE), 16S rRNA gene sequencing and Multilocus Sequencing Typing (MLST) and to define which methodology better contribute to the identification of those strains. A total of 59 Yersinia spp. strains were studied, being 52 representative strains of the defined Yersinia species and seven atypical Yersinia strains. ERIC-PCR, 16S rRNA gene sequencing and MLST were efficient in molecular identifying the genera Yersinia once they grouped the strains into species-specific clusters, with exception of some Y. frederiksenii and Y. kristensenii strains. However, PFGE was not capable to cluster the defined Yersinia strains into species-specific clusters. The data obtained by ERIC-PCR, 16S rRNA gene sequencing and MLST suggest that the atypical strains FCF 229 and FCF 231 belong to Y. ruckeri species. The data obtained by ERIC-PCR and MLST suggest that FCF 487 belong to the Y. enterocolitica species. Additionally, ERIC-PCR, 16S rRNA gene sequencing and MLST suggest that the atypical strains FCF 216, FCF 465, FCF 457 and FCF 494 belong to the Y. massiliensis species. The results obtained provide important data for the molecular characterization of biochemically atypical strains and contribute for a better description of the genera regardless its diversity. Furthermore, the results reinforce MLST as a trustful and reproducible technique to be used in the identification of bacteria of this genus, being among the methodologies studied the most recommended one to molecular type yersiniae.

Escherichia coli foi isolado de amostras de água de lastro, água de regiões portuárias e de bivalves. 49,6% (164/331) apresentaram múltipla resistência variando de 2 a 8 antibióticos. Dos sete fatores associados à virulência pesquisados: Toxina termoestável (ST), Toxina termolábil (LT), Adesão agregativa (EAEC), Fator de invasão (INV), Toxina Shiga-like I (stx-1), Toxina Shiga-like II (stx-2), e o gene intimina (eae): 4 isolados continham genes homólogos para EAEC, 3 para eae, 3 para ST e uma para stx-2. Um total de 80,0% (24/30), 72,3% (68/94) e 75,3% (55/73) dos isolados de E. coli de amostras de água de lastro, água de regiões portuárias e moluscos bivalves apresentaram plasmídeos, respectivamente. O método ERIC-PCR apresentou melhor desempenho para a análise de agrupamentos. Os isolados de E. coli, com as características encontradas, nos permitirá avaliar o perigo de sua presença no ambiente marinho costeiro e na água de lastro e programas de vigilância sanitária devem ser implementadas para proteger a saúde humana, animal e do ecossistema marinho. / Escherichia coli was isolated from ballast water, port areas water and bivalves samples. 49.6% (164/331) had multiple antibiotics resistant varied from 2 to 8 antibiotics. From seven virulence associated factors investigated: heat stable toxin (ST), heat labile toxin (LT), aggregative adhesion (EAEC), invasion factor (INV), Shiga-like I toxin (STx-1), Shiga-like II toxin (STx-2), and the gene that codify for intimin (eae): 4 isolates had homology to the EAEC, 3 for eae gene, 3 for ST and one for stx2. A total of 80.0% (24/30), 72.3% (68/94) and 75.3% (55/73) of E. coli isolates from ballast water, port area water and bivalves samples had plasmids, respectively. The ERIC-PCR was more efficiency to analyze the groups. The presence of E. coli isolates with the characteristics found will allow evaluate the hazard present at the coast area ecosystem and ballast water samples and sanitary surveillance programs must be implemented for human, animal and aquatic ecosystem health protection.

Shigella spp. está entre as quatro bactérias mais isoladas de fezes diarreicas no Brasil. No mundo cerca de 164,7 milhões de casos de shigelose ocorrem anualmente, sendo a maioria em países em desenvolvimento. O gênero Shigella spp. possui quatro espécies, sendo Shigella sonnei e Shigella flexneri as espécies mais frequentemente isoladas no Brasil e no mundo. O monitoramento de linhagens resistentes de Shigella spp. é essencial, pois este garante uma terapia eficiente quando necessária. Especificamente, a maioria dos estudos realizados com linhagens de S. sonnei no país verificaram apenas a ocorrência dessa e há poucos estudos que investigaram o potencial patogênico e a diversidade genotípica dessa espécie. Os objetivos desse projeto foram analisar o potencial patogênico, o perfil de resistência a antimicrobianos e a diversidade genotípica de linhagens de S. sonnei isoladas durante três décadas no Estado de São Paulo. No total foram caracterizadas 72 linhagens de S. sonnei isoladas de humanos, entre os anos de 1983 a 2014, quanto à presença de 12 genes de virulência por PCR, perfil de suscetibilidade frente a 16 antimicrobianos por disco difusão e tipagem molecular por Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE), Enterobacterial repetitve intergenic consensus PCR (ERIC-PCR), Multiple-locus variable-number tandem-repeat analysis (MLVA) e 20 linhagens tipadas por Multi-locus sequence typing (MLST). Todas as linhagens apresentaram os genes de virulência ipaH, iuc e sigA. O gene ipaBCD foi encontrado em 14 (19%) linhagens, os genes ial e virF em 13 (18%) linhagens e o gene sen em sete (10%) linhagens. Os genes set1A, set1B, pic, sat e sepA não foram detectados. As mais altas taxas de resistência foram frente à sulfametoxazol-trimetoprim encontrada em 42 (58,3%) linhagens e frente à tetraciclina encontrada em 30 (41,6%) linhagens. Onze (15,5%) linhagens foram resistentes à ampicilina e piperacilina. Três (4,2%) linhagens foram resistentes à cefotaxima. Três (4,2%) linhagens foram resistentes ao cloranfenicol. Duas (2,8%) linhagens foram resistentes à ampicilina-sulbactam. Duas (2,8%) linhagens foram resistentes ao ácido nalidíxico. Uma (1,4%) linhagem foi resistente à amoxicilina-ácido clavulânico. Cinco (7%) linhagens foram multidroga resistentes (MDR). O dendrograma gerado pelo PFGE agrupou as 72 linhagens de S. sonnei em dois clusters designados PFGE-A e PFGE-B. O cluster PFGE-A agrupou 39 linhagens isoladas entre 1983-2014 com uma similaridade >=73,6% e mais especificamente 35 dessas linhagens apresentaram uma similaridade >=80,3%. O cluster PFGE-B agrupou 33 linhagens de S. sonnei isoladas entre 1984-2014 com uma similaridade >=74,7% e 27 dessas linhagens exibiram uma similaridade >=83,0%. Similarmente, o dendrograma gerado pelo ERIC-PCR agrupou as 72 linhagens de S. sonnei em dois clusters designados ERIC-A e ERIC-B. O cluster ERIC-A agrupou 37 linhagens isoladas entre 1983-2014 que exibiram uma similaridade >=78,8% e mais especificamente 36 dessas linhagens apresentaram uma similaridade >=82,3%. O cluster ERIC-B agrupou 34 linhagens de S. sonnei isoladas entre 1987-2014 que exibiram uma similaridade >=84,0%. Também por MLVA as linhagens foram agrupadas em dois clusters designados MLVA-A e MLVA-B. O cluster MLVA-A agrupou 31 linhagens isoladas entre 1983-2014 com uma similaridade >=40%. O cluster MLVA-B agrupou 41 linhagens isoladas entre 1983-2014 com uma similaridade >=21,6%. Todas as 20 S. sonnei foram tipadas por MLST como ST152. Conclui-se que o potencial patogênico das linhagens estudadas foi destacado pela presença de importantes genes de virulência. A alta porcentagem de resistência para alguns antimicrobianos testados, tais como, sulfametoxazol-trimetoprim e tetraciclina é preocupante e pode levar à falha terapêutica. Os resultados da tipagem molecular sugerem que existam dois subtipos prevalentes nas linhagens de S. sonnei estudadas que se diferenciaram pouco geneticamente e contaminaram humanos durante 31 anos na região metropolitana de Ribeirão Preto no Estado de São Paulo. O resultado do MLST indica que as linhagens estudadas de Shigella sonnei isoladas no Brasil descendem de um precursor comum / Shigella spp. is among the four most isolated bacteria from diarrheal faeces in Brazil. In the world about 164.7 million cases of shigellosis occur annually, mostly in developing countries. The genus Shigella spp. comprises four species, being Shigella sonnei and Shigella flexneri the most frequently isolated species in Brazil and worldwide. The monitoring of resistant strains of Shigella spp. is essential and ensures an effective therapy when necessary. Specifically, the majority of the studies with S. sonnei performed in the country verified only the occurrence of this bacterium and there are few studies that investigated the pathogenic potential and genotypic diversity of this species. The aims of this project were to analyze the pathogenic potential, antimicrobial resistance profile and genotypic diversity of S. sonnei strains isolated during three decades in the State of São Paulo. In total, 72 of S. sonnei strains isolated from humans, between the years 1983-2014, were characterized for the presence of 12 virulence genes by PCR, resistance profile against 16 antimicrobials by disk diffusion and molecular typing by Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE), Enterobacterial repetitve intergenic consensus PCR (ERIC-PCR), Multiple-locus variable-number tandem-repeat analysis (MLVA) and 20 strains typed by Multi-locus sequence typing (MLST). All the strains contained the ipaH, iuc and sigA genes. The ipaBCD gene was detected in 14 (19%) strains, the ial and virF genes in 13 (18%) strains and the sen gene in seven (10%) strains. The set1A, set1B, pic, sepA and sat genes were not detected. The highest resistance rates were against trimethoprim-sulfamethoxazole found in 42 (58.3%) strains and against tetracycline found in 30 (41.6%) strains. Eleven (15.5%) strains were resistant to ampicillin and piperacillin. Three (4.2%) strains were resistant to cefotaxime. Three (4.2%) strains were resistant to chloramphenicol. Two (2.8%) strains were resistant to ampicillin-sulbactam. Two (2.8%) strains were resistant to nalidixic acid. One (1.4%) strain was resistant to amoxicillin-clavulanic acid. Five (7%) strains were multidrug resistant (MDR). The dendrogram generated by PFGE grouped the 72 S. sonnei strains into two clusters designated PFGE-A and PFGE-B. The PFGE-A cluster comprised, 39 S. sonnei strains isolated between 1983 and 2014 with a similarity above 73.6% and more specifically 35 of those strains exhibited a similarity >= 80.3%. The PFGE-B cluster grouped, 33 S. sonnei strains isolated between 1984 and 2014 with a similarity above 74.7%, and 27 of those strains exhibited a similarity above 83.0.Similarly, the dendrogram generated by ERIC-PCR grouped the 72 S. sonnei strains into two clusters designated ERIC-A and ERIC-B. The ERIC-A cluster comprised, 37 S. sonnei strains isolated between 1983 and 2014 that exhibited a similarity above 78.8% and specifically 36 strains of those exhibited a similarity >= 82.3%. The ERIC-B cluster grouped, 34 S. sonnei strains isolated between 1987 and 2014 that exhibited a similarity above 84.0%. Also, by MLVA strains were grouped into two clusters designated MLVA-A and MLVA-B. The MLVA-A cluster comprised 31 strains isolated between 1983 and 2014 with a similarity >=40%. The MLVA-B cluster comprised 41 strains isolated between 1983 and 2014 with a similarity >=21.6%. All the 20 S. sonnei were typed by MLST as ST152. In conclusion, the possible pathogenic potential of the strains studied was highlighted by the presence of important virulence genes. The high percentage of resistance to some of the antimicrobials tested such as trimethoprim-sulfamethoxazole and tetracycline is worrying and may lead to therapeutic failure. Molecular typing results may suggest that there are two prevalent subtypes of S. sonnei strains studied that differed little genetically and have been contaminating humans over 31 years in the metropolitan region of Ribeirão Preto in the São Paulo State in Brazil. The result of MLST indicates that the Shigella sonnei strains studied isolated in Brazil descended from a common precursor

Escherichia coli foi isolado de amostras de água de lastro, água de regiões portuárias e de bivalves. 49,6% (164/331) apresentaram múltipla resistência variando de 2 a 8 antibióticos. Dos sete fatores associados à virulência pesquisados: Toxina termoestável (ST), Toxina termolábil (LT), Adesão agregativa (EAEC), Fator de invasão (INV), Toxina Shiga-like I (stx-1), Toxina Shiga-like II (stx-2), e o gene intimina (eae): 4 isolados continham genes homólogos para EAEC, 3 para eae, 3 para ST e uma para stx-2. Um total de 80,0% (24/30), 72,3% (68/94) e 75,3% (55/73) dos isolados de E. coli de amostras de água de lastro, água de regiões portuárias e moluscos bivalves apresentaram plasmídeos, respectivamente. O método ERIC-PCR apresentou melhor desempenho para a análise de agrupamentos. Os isolados de E. coli, com as características encontradas, nos permitirá avaliar o perigo de sua presença no ambiente marinho costeiro e na água de lastro e programas de vigilância sanitária devem ser implementadas para proteger a saúde humana, animal e do ecossistema marinho. / Escherichia coli was isolated from ballast water, port areas water and bivalves samples. 49.6% (164/331) had multiple antibiotics resistant varied from 2 to 8 antibiotics. From seven virulence associated factors investigated: heat stable toxin (ST), heat labile toxin (LT), aggregative adhesion (EAEC), invasion factor (INV), Shiga-like I toxin (STx-1), Shiga-like II toxin (STx-2), and the gene that codify for intimin (eae): 4 isolates had homology to the EAEC, 3 for eae gene, 3 for ST and one for stx2. A total of 80.0% (24/30), 72.3% (68/94) and 75.3% (55/73) of E. coli isolates from ballast water, port area water and bivalves samples had plasmids, respectively. The ERIC-PCR was more efficiency to analyze the groups. The presence of E. coli isolates with the characteristics found will allow evaluate the hazard present at the coast area ecosystem and ballast water samples and sanitary surveillance programs must be implemented for human, animal and aquatic ecosystem health protection.

O gênero Yersinia compreende 12 espécies. Y. enterocolitica, Y. pseudotuberculosis e Y. pestis são patógenos de vários animais, incluindo os humanos. Y. aldovae, Y. bercovieri, Y. frederiksenii, Y. intermedia, Y. kristensenii, Y. aleksiciae, Y. mollaretti e Y. rhodei são encontradas sobretudo no meio ambiente e alimentos e consideradas, usualmente, como bactérias oportunistas não-patogênicas e Y. ruckeri é um importante patógeno de peixes. Usualmente, as linhagens de Yersinia são classificadas em espécies de acordo com suas características bioquímicas. O Laboratório Nacional de Referência em Yersinia spp. outras que Y. pestis recebeu mais de 700 linhagens que foram identificadas bioquimicamente. Entretanto, sete linhagens de Yersinia não puderam ser identificadas pelos testes bioquímicos convencionais em nenhuma das espécies até o momento conhecidas e, por esse motivo, foram denominadas Yersinia atípicas. Os objetivos desse trabalho foram identificar as linhagens atípicas de Yersinia spp. em espécies por técnicas moleculares como Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus PCR (ERIC-PCR), Eletroforese em Campo Pulsado (PFGE), sequenciamento do gene 16S rRNA e Multilocus Sequencing Typing (MLST) e definir dentre as metodologias empregadas a que mais contribui para a identificação precisa dessas linhagens. Foi estudado um total de 59 linhagens de Yersinia spp., sendo 52 linhagens representantes das diferentes espécies do gênero e sete as linhagens bioquimicamente atípicas de Yersinia. As técnicas de ERIC-PCR, sequenciamento do gene 16S rRNA e o MLST foram eficientes na identificação molecular do gênero Yersinia, uma vez que conseguiram reunir todas as espécies em ramos espécie-específicos, com exceção de algumas linhagens de Y. frederiksenii e Y. kristensenii. A técnica de PFGE, pelo contrário, não agrupou as linhagens estudadas em clusters espécie-específicos. Os dados de ERIC-PCR, sequenciamento do gene 16S rRNA e MLST, sugerem que as linhagens atípicas FCF 229 e FCF 231 pertençam à espécie Y. ruckeri. Os dados de ERIC-PCR e MLST sugerem que a linhagem atípica FCF 487 pertença à espécie Y. enterocolitica. Ademais, os dados de ERIC-PCR, sequenciamento do gene 16S rRNA e MLST sugerem que as linhagens atípicas FCF 216, FCF 465, FCF 457 e FCF 494 pertençam a espécie Y. massiliensis. Os resultados obtidos nesse trabalho fornecem dados importantes para a caracterização molecular de linhagens bioquimicamente atípicas de Yersinia e contribuem para uma melhor descrição do gênero quanto a sua diversidade e reforçam o MLST como uma técnica confiável e reprodutível a ser usada na identificação de bactérias pertencentes a esse gênero, sendo dentre as metodologias utilizadas nesse estudo a mais indicada para tipagem molecular de yersiniae. / The genus Yersinia comprises 12 species. Y. enterocolitica, Y. pseudotuberculosis and Y. pestis are pathogens of various animals, including humans. Y. aldovae, Y. bercovieri, Y. frederiksenii, Y. intermedia, Y. kristensenii, Y. aleksiciae, Y. mollaretti and Y. rohdei have been mostly found in the environment and food sources and are commonly considered to be opportunistic nonpathogenic bacteria and Y. ruckeri is an important fish pathogen. Usually, Yersinia strains are classified into species according to their biochemical characteristics. The Brazilian Reference Center on Yersinia spp. other than Y. pestis received more than 700 strains that were biochemically identified. However, seven strains that were typed as Yersinia could not be biochemically identified in any one of the currently known Yersinia species and for this reason they were named as atypical strains. The aims of this work were to identify into species the atypical Yersinia strains using molecular techniques as Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus PCR (ERIC-PCR), Pulsed Field Gel Electrophoresis (PFGE), 16S rRNA gene sequencing and Multilocus Sequencing Typing (MLST) and to define which methodology better contribute to the identification of those strains. A total of 59 Yersinia spp. strains were studied, being 52 representative strains of the defined Yersinia species and seven atypical Yersinia strains. ERIC-PCR, 16S rRNA gene sequencing and MLST were efficient in molecular identifying the genera Yersinia once they grouped the strains into species-specific clusters, with exception of some Y. frederiksenii and Y. kristensenii strains. However, PFGE was not capable to cluster the defined Yersinia strains into species-specific clusters. The data obtained by ERIC-PCR, 16S rRNA gene sequencing and MLST suggest that the atypical strains FCF 229 and FCF 231 belong to Y. ruckeri species. The data obtained by ERIC-PCR and MLST suggest that FCF 487 belong to the Y. enterocolitica species. Additionally, ERIC-PCR, 16S rRNA gene sequencing and MLST suggest that the atypical strains FCF 216, FCF 465, FCF 457 and FCF 494 belong to the Y. massiliensis species. The results obtained provide important data for the molecular characterization of biochemically atypical strains and contribute for a better description of the genera regardless its diversity. Furthermore, the results reinforce MLST as a trustful and reproducible technique to be used in the identification of bacteria of this genus, being among the methodologies studied the most recommended one to molecular type yersiniae.