Influência de duas concentrações de norepinefrina e da acidificação no crescimento e adesão de Salmonella Heidelberg de origem avícola

Abstract

Salmonella spp. é um dos principais patógenos responsáveis por doenças transmitidas por alimentos em todo o mundo. Comunidades bacterianas usam o sistema de quorum sensing para controlar a formação de biofilme. O quorum sensing caracteriza-se por ser um sistema de comunicação intra e interespécies de microrganismos, baseado na emissão de estímulos e respostas dependentes da densidade populacional. Trata-se de um mecanismo de sinalização célula-a-célula envolvendo a produção, liberação e detecção de compostos semelhantes a hormônios chamados de auto-indutores. A norepinefrina utilizada pelos animais utilizam a mesma sinalização bacteriana dos auto-indutores 3 que servem como um sinal de quorum sensing. Situações estressantes como a superlotação, depreciação nutricional e condições inadequadas dos aviários, fazem com que ocorra um aumento do risco de doenças infecciosas, modificando a gravidade da infecção por Salmonella. O estresse ácido é um desafio encontrado por microrganismos no ambiente de processamento de alimentos e no trato gastrointestinal dos hospedeiros. Para alcançar o intestino, colonizar e invadir os tecidos, as células patogênicas de Salmonella devem sofrer à barreira ácida do estômago, sendo por esta razão, a adaptação ácida uma característica no processo da infecção. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência duas concentrações de norepinefrina (100 μM e 250 μM) e meio acidificado (pH 3,0) no crescimento e na adesão de cepas de Salmonella Heidelberg isoladas de fontes avícolas a 12ºC e 25ºC. Além disso, três genes associados ao processo de formação de biofilme foram detectados (adrA, csgD e sidA). Para os ensaios de crescimento e adesão usou-se ensaio de microplaca de poliestireno. A PCR foi utilizada na detecção de genes de virulência associados à produção de biofilme. Dentre os resultados encontrados, com relação a indução ácida, a Salmonella Heidelberg teve um menor crescimento em indução ácida, sendo isto esperado pois um bom número delas não consegue sobreviver. Diferente da adesão, em que a indução ácida teve uma maior formação de biofilme em ambas as temperaturas 12ºC e 25ºC. Houve diferença na adesão quando as bactérias foram tratadas com norepinefrina nas temperaturas 12ºC e 25ºC para a concentração de 250 μM. Em relação à adesão bacteriana, não se observou influência do estímulo da catecolamina nas cepas de Salmonella Heidelberg, independentemente da concentração utilizada, para temperaturas de incubação de 12ºC e 25ºC. O emprego de meio acidificado resultou em um aumento significativo da adesão das cepas Salmonella Heidelberg em ambas as temperaturas testadas. Os genes (adrA, csgD e sidA) para as cepas analisadas, com alta frequência de detecção dos genes adrA e sidA, sendo superior à frequência do gene csgD, presente em 50% das cepas avaliadas. A estimulação de cepas de S. Heidelberg com noradrenalina não resultou aumento do crescimento ou maior adesão bacteriana. No entanto, o meio acidificado favoreceu o processo de formação do biofilme.

Salmonella spp. is one of the leading pathogens responsible for foodborne illness worldwide. Bacterial communities use the quorum sensing system to control biofilm formation. The quorum sensing is characterized by being an intra and interspecies communication system of microorganisms, based on the emission of stimuli and responses dependent on the population density. It is a cell-to-cell signaling mechanism involving the production, release and detection of hormone-like compounds called self-inducers. Norepinephrine used by animals uses the same bacterial signaling of auto-inducers 3 that serve as a quorum sensing signal. Stressful situations such as overcrowding, nutritional depreciation and inadequate poultry conditions lead to an increased risk of infectious diseases, modifying the severity of Salmonella infection. Acid stress is a challenge found by microorganisms in the food processing environment and in the gastrointestinal tract of hosts. To reach the intestine, colonize and invade the tissues, the pathogenic cells of Salmonella must undergo the acidic barrier of the stomach, being for this reason, the acid adaptation a characteristic in the process of the infection. The objective of this study was to evaluate the influence of two concentrations of norepinephrine (100 μM and 250 μM) and acidification (pH 3.0) of the medium on the growth and adhesion of Salmonella Heidelberg strains isolated from poultry sources at 12ºC and 25ºC. Furthermore, three genes associated with the biofilm formation process were detected (adrA, csgD, and sidA). For growth and adhesion assays, a polystyrene microplate assay was used. PCR was used in the detection of virulence genes associated with biofilm production. Among the results found, with respect to acid induction, Salmonella Heidelberg had a lower growth in acid induction, this being expected since a good number of them can not survive. Different from adhesion, in which the acid induction had a higher biofilm formation at both temperatures 12ºC and 25ºC. There was a difference in adhesion when the bacteria were treated with norepinephrine at temperatures 12ºC and 25ºC for the concentration of 250 μM. Regarding bacterial adhesion, there was no influence of the catecholamine stimulus on Salmonella Heidelberg strains, regardless of the concentration used, for incubation temperatures of 12ºC and 25ºC. The use of acidified medium resulted in a significant increase in the adhesion of Salmonella Heidelberg strains at both temperatures tested. The genes (adrA, csgD and sidA) for the strains analyzed, with a high detection frequency of the adrA and sidA genes, were higher than the frequency of the csgD gene present in 50% of the strains evaluated. Stimulation of S. Heidelberg and noradrenaline strains did not result in increased growth or increased bacterial adhesion. However, the acidified medium favored the process of biofilm formation.