Detection of virulence-associated genes in Salmonella Enteritidis isolates from chicken in South of Brazil

Abstract

Salmonella spp. are considered the main agents of foodborne disease and Salmonella Enteritidis is one of the most frequently isolated serovars worldwide. The virulence of Salmonella spp. and their interaction with the host are complex processes involving virulence factors to overcome host defenses. The purpose of this study was to detect virulence genes in S. Enteritidis isolates from poultry in the South of Brazil. PCR-based assays were developed in order to detect nine genes (lpfA, agfA, sefA, invA, hilA, avrA, sopE, sivH and spvC) associated with the virulence in eighty-four isolates of S. Enteritidis isolated from poultry. The invA, hilA, sivH, sefA and avrA genes were present in 100% of the isolates; lpfA and sopE were present in 99%; agfA was present in 96%; and the spvC gene was present in 92%. It was possible to characterize the isolates with four different genetic profiles (P1, P2, P3 and P4), as it follows: P1, positive for all genes; P2, negative only for spvC; P3, negative for agfA; and P4, negative for lpfA, spvC and sopE. The most prevalent profile was P1, which was present in 88% of the isolates. Although all isolates belong to the same serovar, it was possible to observe variations in the presence of these virulence-associated genes between different isolates. The characterization of the mechanisms of virulence circulating in the population of Salmonella Enteritidis is important for a better understanding of its biology and pathogenicity. The frequency of these genes and the establishment of genetic profiles can be used to determine patterns of virulence. These patterns, associated with in vivo studies, may help develop tools to predict the ability of virulence of different strains.

Salmonella spp. estão entre os principais agentes causadores de doenças transmitidas por alimentos, e o sorovar Salmonella Enteritidis é o mais frequentemente isolado no mundo. A virulência de Salmonella spp. e a sua interação com o hospedeiro são processos complexos que envolvem fatores de virulência para sobreviver às defesas do hospedeiro. O objetivo deste estudo foi detectar genes de virulência em cepas de S. Enteritidis isoladas a partir de fontes avícolas no sul do Brasil. Ensaios de PCR foram desenvolvidos para a detecção de nove genes (lpfA, agfA, sefA, invA, hilA, avrA, sopE, sivH e spvC) associados à virulência em oitenta e quatro amostras de S. Enteritidis. Os genes invA, hilA, sivH, sefA e avrA estavam presentes em 100% dos isolados; lpfA e sopE estavam presentes em 99%; agfA em 96%; e o gene spvC estava presente em 92%. Foi possível caracterizar os isolados em quatro perfis genéticos distintos (P1, P2, P3 e P4), sendo P1 positivo para todos os genes; P2 negativo apenas para spvC; P3 negativo para agfA e P4 negativo para lpfA, spvC e sopE. O perfil de maior frequência foi P1, presente em 88% dos isolados. Apesar de todos os isolados pertencerem ao mesmo sorovar, foi possível observar variações na presença de genes associados à virulência entre os mesmos. A caracterização dos mecanismos de virulência circulantes na população de Salmonella Enteritidis é importante para um maior entendimento da sua biologia e patogenicidade. A frequência destes genes e o estabelecimento de perfis genéticos podem ser utilizados para determinar os padrões de virulência dos isolados. Estes padrões, associados a estudos in vivo, podem auxiliar na elaboração de ferramentas que permitam predizer a capacidade de virulência das diferentes cepas.