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Patotipificação das E. coli e mecanismos de transferência de genes de patogenicidade

Bactéria comensal do trato intestinal das aves, mas com capacidade de invadir os mais variados órgãos causando sintomas sistêmicos. As manifestações clínicas decorrentes da infecção por E.coli podem incluir enterite, artrite, onfalite, coligranuloma, salpingite, septicemia, aerossaculite, doença respiratória crônica (DRC), síndrome da cabeça inchada, peritonite, osteomielite, sinovite, celulite, entre outras. [Bactéria comensal do trato intestinal das aves, mas com capacidade de invadir os mais variados órgãos causando sintomas sistêmicos, a E. coli pode ocasionar diversas manifestações clínicas que podem incluir enterite, artrite, onfalite, coligranuloma, salpingite, septicemia, aerossaculite, doença respiratória crônica (DRC), síndrome da cabeça inchada, peritonite, osteomielite, sinovite, celulite, entre outras.]  Esta capacidade de escapar do TGI se deve à presença de fatores de virulência codificados por genes de patogenicidade. Neste caso, ela deixa de ser uma E. coli não patogênica para aves (AFEC – Avian Fecal E. coli) e passa a ser classificada como uma E. coli patogênica para aves (APEC – Avian Pathogenic Escherichia coli). As principais diferenças encontram-se abaixo descritas (tabela 1).

Tabela 1: Patotipificação das amostras de importância para a avicultura.

AFEC APEC
Avian Fecal E. coli Avian Pathogenic E. coli
Habitantes normais do trato intestinal Menos adaptada para sobreviver no trato intestinal
Convivem em harmonia na flora intestinal Adaptada para crescer fora do intestino
Comensal Associada à doença

A replicação do genoma e divisão celular é o processo mais singelo de reprodução bacteriana, e é esse processo que permite a perpetuação dos genes de patogenicidade nas populações subsequentes. Em outras palavras, há uma transferência vertical de genes (VGT). Entretanto, ao longo da sua existência, as bactérias desenvolveram outras formas de transferir seu material genético para além das próprias espécies, através da transferência horizontal de genes (HGT). Este processo de compartilhamento de genes ou material genético entre indivíduos de diferentes espécies amplifica a variação genética. Seres procariontes (vide bactérias) não possuem variação genética hereditária causada pela reprodução sexual, como ocorre nos mamíferos e aves, por exemplo. Dessa forma, a HGT é um importante meio de se obter um novo material genético para estes microrganismos, auxiliando-os a se adaptarem rapidamente ao novo ambiente.

Figura 1: Tipos de transferência de genes entre bactérias.

Mediada muitas vezes por um plasmídeo (pequenos fragmentos de DNA bacteriano extracromossomais de forma circular), é atribuído a este processo reprodutivo a disseminação de genes de patogenicidade. Este fluxo genético ocorre bastante entre bactérias Gram-negativas da família Enterobacteriaceae, grupo ao qual pertencem importantes patógenos para a avicultura: Salmonella spp. e Escherichia coli.

A recombinação genética bacteriana pode ocorrer de quatro formas: transdução, transformação, conjugação e vesidução.

  1. Conjugação é o processo de transferência direta de genes através de uma ponte de conjugação (chamado pilus);
  2. Transformação é a transferência gênica resultante da captação por uma célula receptora de fragmentos de DNA livres no meio;
  3. Transdução é a transferência de informação genética de um doador a um receptor por intermédio de um bacteriófago;
  4. Vesidução é a transferência de DNA envolvendo vesículas extracelulares de uma célula doadora para uma receptora. Descoberta mais nova, alguns fatores ainda precisam ser elucidados.

Figura 2: Principais vias para HGT em bactérias:

Estas são as principais vias para HGT em bactérias, sendo a conjugação considerada a rota mais importante. A busca dos pesquisadores pela elucidação destes e outros mecanismos ajuda no entendimento e combate à E. coli patogênica e demais patógenos bacterianos de importância na avicultura. A erradicação, sabe-se que é algo impossível, afinal estes microrganismos estão presentes na natureza há centenas de milhões de anos, inclusive, como já foi dito, são parte importante da microbiota de muitos animais. Cabe à Saúde Única (integração da saúde humana, animal e ambiental) portanto, entender as “armas” as quais o “inimigo” dispõe para traçar estratégias equilibradas e prudentes a fim de conviver com estes desafios da forma mais harmônica possível.

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Autor:

Antônio NetoM.V Serviços Técnicos  | Zoetis – Aves

Antonio Neto

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