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Isolation and characterization of phages for enterotoxigenic E. coli

Authors: Gonçalves, Francisca Rodrigues;

Isolation and characterization of phages for enterotoxigenic E. coli

Abstract

A ocorrência de diarreias está relacionada com infeções causadas por Escherichia coli, sendo a E. coli enterotoxigénica (ETEC) frequentemente identificada em casos de diarreia do viajante e de diarreia pós-desmame (PWD) em suínos. A vasta utilização de antibióticos para tratar infeções de ETEC em animais alertou as autoridades de saúde pública devido ao desenvolvimento bacteriano de resistência a múltiplos medicamentos. Assim sendo, é urgente encontrar soluções eficazes para substituir os antimicrobianos convencionais. Os bacteriófagos (fagos), vírus que infetam bactérias, são uma abordagem de tratamento promissora devido ao seu potencial para tratar infeções bacterianas. No entanto, algumas bactérias resistem à infeção fágica através de sistemas de defesa anti-fagos (APDS). O presente estudo tem como objetivo isolar e identificar fagos que possam contornar as principais APDS da ETEC, alargando o seu alcance lítico e possibilitar a sua utilização na terapia. Foi possível isolar três fagos, EcoSus34, EcoSus42 e EcoSus65. Atribuídos à classe Caudoviricetes, os fagos apresentam duas morfologias distintas: EcoSus34 e o EcoSus65 são myovirus e o EcoSus42, podovirus. Através de um processo de caraterização, todos os fagos revelaram um baixo espetro de hospedeiros e, num único caso, uma baixa eficiência de infeção. A análise genómica dos fagos indicou que todos exibem características típicas de ciclos de vida exclusivamente líticos e não possuem quaisquer proteínas associadas à virulência. No entanto, o EcoSus65 destacou-se como sendo o único fago que codificou uma possível contra-defesa para os APDS, nomeadamente a molécula Dmd, que interfere com o rácio toxina-antitoxina (TA) da bactéria. A ETEC H10407 (do GenBank) e a EC43 foram submetidas a anotação funcional e tinham um total de nove e quatro proteínas relacionadas com a APDS, respetivamente. Entre as proteínas identificadas, a incidência de sistemas TA foi maior, mas as bactérias também codificaram sirtuins associados à defesa (DSR), sistemas de exclusão de superinfeção (Sie) e sistemas de restrição modificação (RM). Além disso, a presença de um mecanismo capaz de causar a morte celular após a adsorção fágica foi verificada in vitro, utilizando as estirpes EC40 e EcoSus42 da ETEC. A um nível geral, o trabalho desenvolvido confirmou a importância da ocorrência de APDS em estirpes bacterianas e a urgência de encontrar fagos que consigam ultrapassar os mecanismos de defesa, como o EcoSus65, sendo o mesmo selecionado como o candidato mais adequado para potenciais aplicações terapêuticas.

Country
Portugal
Related Organizations
Keywords

Phage therapy, Sistemas de defesa anti-fagos, Terapia fágica, Enterotoxigenic E. coli, Engenharia e Tecnologia, Bacteriófago, Bacteriophage, E. coli enterotoxigénica, Anti-phage defense systems

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