Prevalence of the paa gene (porcine attaching and effacing associated) in porcine enteropathogenic Escherichia coli (PEPEC) associated with postweaning diarrhea in south Brazil

Paa (porcine attaching and effacing associated) may be an important virulence factor E. coli of piglets with diarrhea. This study showed for the first time in Brazil the prevalence of the paa gene (22%) in E. coli strains isolated from piglets and these isolates also harboured genes for other adhesins and toxins LT II, STa and STb. (AU)

Prevalence of the paa gene (porcine attaching and effacing associated) in porcine enteropathogenic Escherichia coli (PEPEC) associated with postweaning diarrhea in south Brazil

Paa (porcine attaching and effacing associated) may be an important virulence factor E. coli of piglets with diarrhea. This study showed for the first time in Brazil the prevalence of the paa gene (22%) in E. coli strains isolated from piglets and these isolates also harboured genes for other adhesins and toxins LT II, STa and STb.

Frequency of virulence genes in Escherichia coli strains isolated from piglets with diarrhea in the North Parana State, Brazil

Identification of Escherichia coli causing porcine postweaning diarrhea requires knowledge regarding the prevalent pathotypes within a given region. A total of 100Escherichia coli isolates from piglets with diarrhea in Londrina city, Parana State, South Brazil, were screened for the presence of genes for F4, F5, F6, F18, F41 fimbrial antigens by specific probes and for enterotoxins (STa, STb, LT and STx2e) by polymerase chain reaction (PCR). The results showed that 60% of the isolates were positive for one or more of the fimbrial antigens and 92% were positive at least for one of the virulence factors examined. Virulence factor genes detected were F4 (44%), F18 (38%), F5 (30%), F41 (32%), F6 (25%), LTp-I (71%), STa (40%), STb (47%) and STx2e (3%). Twenty four patterns of virulence factor according to the different virulence genes form were found and the most frequent virulence gene pattern was F4, F18, F41, STa, STb and LT. Most of the isolates that carried genes for adhesins also harboured genes for toxins.

A identificação de amostras de Escherichia coli responsáveis por diarréia pós-desmame em suínos requer conhecimento dos patotipos prevalentes dentro de uma dada região. Cem amostras deEscherichia coli isoladas de leitões com diarréia no Estado do Paraná, Brasil, foram testadas para a presença dos genes que codificam antígenos fimbriais F4, F5, F6, F18, F41 e para a produção de enterotoxinas (STa, STb, LT and STx2e), através de sondas e da técnica da PCR (polymerase chain reaction). Os resultados mostraram que 60% dos isolados foram positivos para um ou mais antígenos fimbriais e 92% foram positivos para pelo menos um dos fatores de virulência examinados. Os genes de virulência detectados foram F4 (44%), F18 (38%), F5 (30%), F41 (32%), F6 (25%), LTp-I (71%), STa (40%), STb (47%) e STx2e (3%). Vinte e quatro padrões de virulência, de acordo com as diferentes combinações dos genes de virulência, foram encontrados e o mais prevalente foi F4, F18, F41, STa, STb e LT. A maioria das amostras que carreiam genes para adesinas também transportam genes para produção de toxinas.

Clonagem, expressão, caracterização molecular da proteína de superfície MSP5 da amostra PR1 de Anaplasma marginale e sua aplicação em um teste de ELISA por competição

A competitive enzyme-linked immunosorbent test using the PR1 recombinant major surface protein 5 (rMSP5-PR1-ELISA) of Anaplasma marginale was standardized and validated using sera from anaplasmosis free and endemic regions. The sequencing of the msp5 gene of PR1 isolate showed 98% of identity with the Florida and Saint Maries isolates, 97% with Brazil (Pernambuco) and Havana isolates; and 91% with A. centrale. The cELISA-PR1 test was compared to IFI and cELISA-USA. For the standardization and validation of the cELISA-PR1, 380 bovine sera were used, whereas 245 truly positives and 135 truly negatives sera tested by the cELISA-USA. In the standardization of the cELISA-PR1 135 negative and 148 positive bovine sera were used. The cELISA-PR1 and IFI tests showed 100 and 99.3% specificity, 100 and 98%, sensibility, and a kappa coefficient of 0.993 and 0.978, respectively. For test validation, 245 bovine sera from an anaplasmosis endemic area were analyzed by the cELISA-PR1 and IFI, which showed 96.7 and 69.1% specificity, 98.9 e 96.3% sensibility and kappa coefficient of 0.956 and 0.699, respectively. These results indicate that the cELISA-PR1, likewise the cELISA-USA, could sensitively and specifically detect cattle naturally infected with A. marginale and would be recommended for epidemiological studies, eradications program, and regulation of international cattle movement, while IFI, which presented lower specificity should not be used in situations that demand more specific diagnosis.

No presente trabalho, um teste imunoenzimático por competição (cELISA) foi padronizado com a proteína recombinante de superfície rMSP5, clonada a partir do gene msp5 do isolado PR1 de A. marginale. O sequenciamento mostrou que o gene que codifica a rMSP5/PR1 tem 98% de identidade com os isolados Flórida e Santa Maria, 97% com isolados de Pernambuco, Brasil e Havana, Cuba e 91% com A. centrale. O teste de cELISA-PR1 foi comparado com os testes de IFI e cELISA-USA. Para a padronização e validação do cELISA-PR1, foram utilizados 380 soros bovinos comprovadamente positivos ou negativos pelo cELISA-USA. Desse total, 245 soros positivos eram de animais de área endêmica e 135 soros eram negativos, de área livre de anaplasmose. Na padronização, foram utilizados 283 soros de bovinos, dos quais 135 eram negativos e 148 positivos. Os testes de cELISA-PR1 e IFI apresentaram especificidade de 100 e 99,3%, sensibilidade de 100 e 98%, com coeficiente kappa de 0,993 e 0,978, respectivamente. Na validação do teste, foram utilizados 245 soros de bovinos de áreas endêmicas para anaplasmose, testados pelo cELISA-PR1 e IFI e apresentaram especificidade de 96,7 e 69,1%, sensibilidade de 98,9 e 96,3% e coeficiente kappa de 0,956 e 0,699, respectivamente. Esses resultados permitem afirmar que o teste de cELISA-PR1 apresentou performance equivalente ao cELISA-USA, podendo também ser utilizado em estudos epidemiológicos, programas de controle e movimentação internacional de animais, enquanto a IFI, com os resultados menos precisos apresentados, não deve ser utilizada em situações que requerem maior rigor no diagnóstico.

Cloning, sequencing, expression, and characterization of the tsh gene from an avian pathogenic Escherichia coli strain / Clonagem, sequenciamento, expressão e caracterização do gene tsh de uma cepa de Escherichia coli patogênica de aves

The temperature-sensitive hemagglutinin (Tsh) belongs to a family of high-molecular-weight serine protease autotransporters of Enterobacteriaceae (SPATEs), which can cleave different substrates. We isolated and characterised the tsh gene from an avian pathogenic Escherichia coli (APEC) strain, APEC13 serotype O2:H9, which was cloned in pET101. The 4.2 kb region of cloned DNA coded one protein of approximately 140 kDa (r-Tsh). The recombinant plasmid pET101-tsh conferred to E. coli BL21 strain (tsh) the hemagglutination-positive phenotype against chicken erythrocytes. The r-Tsh was purified by Ni-NTA column and used to produce antibody anti-Tsh. A 1.6 kb fragment of the tsh sequence was also amplified and cloned in pCR4, and a partial sequence showed high homology with other sequence analysed. The anti-Tsh reacted with the protein r-Tsh and native Tsh of APEC13, as demonstrated by Western blot, showing that r-Tsh has conserved epitopes and that its antigenicity was preserved. The anti-Tsh also inhibited the hemagglutinating activity of strains APEC13 and BL21/pET101-tsh.

A hemaglutinina temperatura sensível (Tsh) pertence à família das serino-proteases autotransporte de Enterobacteriacea (SPATE), as quais são capazes de clivar diferentes substratos. Nós isolamos e caracterizamos o gene de Escherichia coli patogênica aviária (APEC) amostra APEC 13, sorotipo O2:H9,clonado em pET101. A região de 4.2 kb do DNA clonado codifificou uma proteína de aproximadamente 140 kDa (r-Tsh). O plasmídio recombinante pET101-tsh conferiu um fenótipo de hemaglutinação positivo para a linhagem BL21 (tsh-) para eritrócitos de galinha. A proteína r-Tsh foi purificada em coluna de níquel e utilizada na produção de anticorpos anti-Tsh. Um fragmento de 1.6 kb foi amplificado e subclonado em pCR4, e a seqüência parcial mostrou alta homologia com outras seqüências analisadas. O anti-Tsh reagiu com as proteínas r-Tsh e Tsh nativa da amostra APEC13, como demonstrado pela técnica de Western blot, mostrando que a r-Tsh tem epitopos conservados e que sua antigenicidade foi preservada. O anti-Tsh também inibiu a atividade hemaglutinante das amostras APEC13 e BL21/pET 101-tsh.

Molecular identification of enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) associated with infant diarrhea in Londrina, Parana, Brazil

In this work, the prevalence of enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) in children in Londrina-PR, Brazil, was evaluated by means of digoxigenin-labelled DNA probes which identify the plasmid responsible for EPEC adherence factor (EAF), and virulence genes for EPEC as bundle-forming pilus (bfp) and E. coli attaching-effacing factor (eae). In addition, the isolated strains were serotyped and tested for adherence to HEp-2 cells. From 102 children with diarrhoea, 19 strains hybridized with at least one probe, and eleven of them were identified as typical EPEC because they hybridized with the three probes used, showed a localized adherence (LA) pattern, and presented no genes for enterotoxins (ST and LT) or invasion as detected by PCR. Six of the typical EPEC strains belonged to the classical serotype O119:H6 (43%); in four strains O antigens could not be determined using antisera against O1 to O173, they were all ONT:H7 (29%); one strain belonged to O111:H6. Three strains were classified as atypical EPEC: O26H-, O111:H9 and O119:HNT. Strains O26H- and O111:H9 hybridized with the eae probe only and showed localized adherence like (LAL) pattern; strain O119:HNT hybridized with the bfp and eae probes, and showed a localized adherence/diffuse adherence (LA/DA) pattern after 6 h. A DA pattern was observed in two strains isolated from children with diarrhoea (ONT:H11 and O142:H34), which hybridized with the eae probe. From 46 controls, five strains hybridized with one or two probes, but none hybridized with all probes or presented the LA pattern. Three strains with the DA pattern hybridized with the eae probe. No EPEC strain belonging to classical EPEC serotypes was isolated from faeces of control children.

A prevalência de Escherichia coli enteropatogênica (EPEC) em crianças em Londrina-PR, Brazil, foi avaliada através de sondas de DNA marcadas com digoxigenina, as quais identificam o plasmidio EAF (EPEC adherence factor) e os genes de virulência para EPEC, bfp (bundle-forming pilus) e eae (E. coli attaching and effacing). As amostras de E. coli foram também sorotipadas e testadas para a aderência às células HEp-2. Das 102 crianças com diarréia, 19 colonias de E. coli hibridizaram com pelo menos uma sonda, e destas, 11 foram identificadas como EPEC típica pois hibridizaram com as 3 sondas testadas. Todas as EPEC típicas apresentaram o padrão de aderência localizada e não apresentaram os genes para enterotoxinas (ST e LT) e invasão por PCR. Seis EPEC típica (43%) pertenceram ao sorotipo clássico O119:H6, uma ao sorotipo O111:H6 e em quatro amostras (29%) o antígeno O não foi determinado com os soros contra O1-O173 (ONT:H7). Três amostras foram classificadas como EPEC atípicas: O26H-, O111:H9 e O119:HNT. E. coli O26H- e O111:H9 hibridizaram somente com eae e mostraram padrão de aderência localizada "like" (LAL); O119:HNT hibridizou com as sondas bfp e eae, e mostrou padrão de aderência localizada/difusa (LA/DA) após 6 h. O padrão DA foi observado em duas amostras (ONT:H11 e O142:H34) isoladas de crianças com diarréia, as quais hibridizaram com eae. Dos 46 controles, cinco colônias hibridizaram com pelo menos uma sonda, mas nenhuma hibridizou com as 3 sondas testadas ou apresentou LA. Três amostras com padrão DA hibridizaram com sonda eae. Nenhuma EPEC com sorotipo clássico foi encontrada nas fezes de crianças controle.