Avaliação da formação de biofilme por isolados de Escherichia coli patogênica aviária e sua relação com o índice de patogenicidade in vivo

Abstract

Escherichia coli patogênica aviária (APEC) é um dos patógenos que mais preocupa a indústria avícola mundial, pois gera prejuízos econômicos devido à mortalidade das aves e às perdas produtivas. Além disso, é uma bactéria com potencial zoonótico que possui genes de virulência semelhante aos genes das E. coli patogênicas extra-intestinais humanas. A persistência e a sobrevivência da APEC, tanto no ambiente quanto no hospedeiro, podem ser consequência da sua habilidade de formar biofilme. O presente trabalho tem por objetivo avaliar se a patogenicidade de cepas de APEC apresenta relação com a sua capacidade de formação de biofilme. Para este propósito foram utilizados 241 isolados de APEC de três diferentes origens (cama de aviário, lesões de celulite e doenças respiratórias), previamente classificados pelo índice de patogenicidade (IP) in vivo de 0 a 10. A formação de biofilme foi avaliada através da quantificação e qualificação da produção de biofilme em placas de poliestireno de 96 poços a 25°C por 24h e da avaliação morfológica das colônias em ágar contendo Vermelho Congo a 25°C e a 37°C para detectar a expressão fenotípica de fimbria curli e celulose. Com relação a produção de biofilme foram observadas 136 (56,4%) cepas produtoras e 105 (43,6%) não produtoras. Entre as cepas formadoras de biofilme, 111 (81,6%) foram classificadas como fracamente formadoras, 21 (15,4%) moderadamente formadoras e quatro (2,9%) como fortemente formadoras. No teste morfológico 88,4% dos isolados expressou um ou ambos os componentes da matriz extracelular, em pelo menos uma das temperaturas, e 11,6% dos isolados não foram capazes de expressar curli ou celulose. Neste estudo, 209 e 205 isolados pelo menos um dos componentes a 25°C e a 37°C respectivamente. Observouse uma produção de celulose significativamente (p<0,01) maior a 25°C. Por outro lado, a produção de curli foi significativamente (p<0,01) maior a 37°C. Os dados do estudo indicam que não há associação (p<0,05) entre a produção de biofilme e o IP in vivo, ou seja, a produção de biofilme não pode ser correlacionada ao IP in vivo dos isolados em questão conforme as condições deste estudo.

Avian pathogenic Escherichia coli (APEC) is one of the pathogens that most concern the poultry industry worldwide, because it causes economic losses due to poultry mortality and productive reduction. Furthermore, it is a bacterium with zoonotic potential, which shares similar virulence genes with human extra-intestinal pathogenic E. coli (ExPEC). APEC persistence and survival, in the environment and in the host, may be a consequence of its ability to produce biofilm. The aim of this work was to evaluate if the pathogenicity of APEC strains are related to their biofilm production ability. For this purpose 241 APEC isolates from three different origins (broiler bedding material, cellulite lesions and respiratory disease) were selected. Their in vivo pathogenicity index was previously classified from 0 to 10. The biofilm formation was evaluated in by the quantification and qualification of biofilm production in 96-well polystyrene plates, and by the evaluation of colony morphology in Congo Red agar to detect the phenotypic expression of fimbriae curli and cellulose. Regarding biofilm production, it was observed 136 (56.4%) producers strains, and 105 (43.6%) non-producers strains. Concerning the biofilm forming strains 111 (81.6%) were classified as weakly producers, 21 (15.4%) as moderately producers, and four (2.9%) as strongly producers. In the morphologic test 88.4% of the isolates expressed one or both components in at least one of the temperatures and 11.6% of the isolates were not able to express curli or cellulose. In this study, 209 and 205 strains were able to produce at least one of the matrix components at 25°C and 37°C, respectively. Cellulose production was significantly (p <0.01) higher at 25°C. On the other hand, the curli production was significantly (p <0.01) higher at 37°C. The study data indicate that there is no association between biofilm production and in vivo IP, meaning that the biofilm production could not be correlated to the in vivo IP of the isolates in question according to this study conditions.