Comparação genômica e fenotípica entre isolados de Escherichia coli uropatogênicas (UPEC) e endometrias patogênicas (EnPEC) originários de cistite e piometra simultâneas em cadelas e gatas

Abstract

Piometra e cistite são infecções muito frequentes em fêmeas de animais de companhia, podendo ocorrer de forma simultânea. Escherichia coli é o agente microbiano mais envolvido em ambas as infecções, no entanto pouco se sabe sobre a correlação entre E. coli Endometriais Patogênicas (EnPEC) e E. coli Uropatogênicas (UPEC) isoladas em quadros de infecções uterinas e urinárias simultaneamente. Portanto, o presente trabalho objetivou comparar fenotípica e genotipicamente cepas UPECs e EnPECs isoladas de sete cadelas e uma gata que apresentavam piometra e cistite simultaneamente. Para tanto, análises in vitro, através de ensaios de adesão e invasão celular, e in silico, utilizando-se comparações genômicas e filogenéticas, foram realizadas com 16 cepas de E. coli. As análises in vitro envolveram ensaios de adesão e invasão de E. coli em células eucarióticas, enquanto os ensaios in silico foram realizados com as sequências genômicas obtidas de cada uma das cepas. Os resultados dos ensaios in vitro demonstram que isolados EnPEC e UPEC possuem alta capacidade de adesão celular e baixa capacidade de invasão celular. Enquanto alguns isolados UPEC possuíram maior capacidade de adesão, outros isolados EnPEC possuíram maior capacidade de invasão celular em linhagens HeLa e T24. Esses resultados foram confirmados com as observações em microscopia eletrônica, onde o isolado UPEC mostrou-se com capacidade de formação de biofilme, enquanto seu par EnPEC não demonstrou a mesma habilidade. Já as comparações genômicas in silico revelaram que, com exceção de um caso, EnPEC e UPEC isoladas de um mesmo animal são clones extraintestinais de E. coli. Curiosamente, os oito isolados UPEC demonstraram maior número de genes de virulência comparado com os oito isolados EnPEC. Com os resultados obtidos podemos concluir que isolados EnPEC e UPEC de sete dos oito quadros infecciosos estudados são clones genéticos. Esses clones possuem potencial de virulência e demonstraram habilidade em colonizar in vitro células de útero e bexiga. Tais resultados auxiliam na compreensão da patogenicidade e correlações genéticas de E. coli envolvidas em ocorrências simultânea de piometra e cistite em fêmeas de animais de companhia.

Pyometra and cystitis are frequent infections of pet females that can occur simultaneously. Escherichia coli is the most involved microbial agent on these both infections, however few is known about the correlations among Endometrial Pathogenic E. coli (EnPEC) and Uropathogenic E. coli (UPEC) isolated from simultaneously uterine and urinary infection cases. Therefore, the aim of this work was to phenotypically and genetically compare UPEC and EnPEC isolates from seven dogs and one cat suffering simultaneous pyometra and cystitis. For that, in vitro, using adhesion and invasion assays, and in silico, using genomic and phylogenetic comparisons, were performed with 16 E. coli strains. In vitro analyses involved E. coli adhesion and invasion assays on eucaryotic cells, while in silico assays were performed with genomic sequences of each strain. EnPEC and UPEC strains demonstrated high affinity to adhere and low capacity to invade cells on in vitro assays. While some UPEC strains showed high capacity to adhere, other EnPEC strains showed high capacity to invade HeLa and T24 cells. These results were confirmed by electron microscopy observations, where the UPEC strain showed biofilm production capacity, while its EnPEC pair did not demonstrate the same capacity. In silico genomic comparisons reveled that, except to one case, EnPEC and UPEC strains isolated from the same animal are extraintestinal E. coli clones. Curiously, the eight UPEC strains demonstrated greater number of virulent genes in comparison to the eight EnPEC strains. In conclusion, EnPEC and UPEC strains from seven of the eight infectious studied cases are genetic clones. These E. coli clones have virulent potential and demonstrated ability to colonize in vitro uterine and bladder cells. The results of this study help in understanding the pathogenicity and genetic correlations of E. coli on simultaneous pyometra and cystitis occurrence on pet females.