Une nouvelle approche pour analyser les E. coli zoonotiques d’origine alimentaire

Dans une étude récente publiée dans le Une Santé journal, des chercheurs aux États-Unis (US) ont identifié des Escherichia coli infections utilisant des éléments génétiques mobiles liés à la source.

Étude: Utilisation d’éléments génétiques mobiles associés à la source pour identifier les infections extra-intestinales zoonotiques à E. coli. Crédit d’image : Surrender/Shutterstock.com

Arrière-plan

Alors que E. coli les infections des voies urinaires (IVU) entraînent rarement des maladies invasives majeures, leur prévalence en fait la principale cause de E. coli-mortalités liées à la septicémie signalées dans le monde.

Cependant, une compréhension fondamentale doit encore être améliorée concernant la dynamique d’origine et de transmission associée aux E. coli les souches, en particulier les types zoonotiques, qui proviennent d’animaux destinés à l’alimentation et sont acquises par l’ingestion d’aliments. Il est essentiel de combler ces lacunes dans les connaissances pour freiner et prévenir ces infections répandues.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont comparé E. coli des génomes dérivés de viandes vendues au détail avec des échantillons cliniques humains pour reconnaître les éléments génétiques mobiles associés à la source (MGE).

À Flagstaff, en Arizona, des échantillons de viande au détail et des isolats cliniques ont été obtenus entre le 1er janvier 2012 et le 31 décembre 2012. Au cours de cette période de 12 mois, toutes les marques d’échantillons de dinde, de poulet cru et de porc ont été prélevées toutes les deux semaines dans les neuf plus grandes épiceries de Flagstaff. magasins.

Simultanément, toutes les cliniques humaines E. coli des isolats ont été prélevés à partir d’échantillons urinaires et sanguins au Flagstaff Medical Center, le principal laboratoire clinique couvrant Flagstaff et ses environs. Une technique d’enrichissement a obtenu un seul E. coli isoler de chaque élément de viande. À l’aide de la diffusion sur disque, la sensibilité aux antimicrobiens des isolats de viande a été évaluée. En utilisant des procédures standards, E. coli des isolats d’urine et de sang ont été obtenus dans le laboratoire clinique.

Pour les patients avec E. coli– Les cultures d’urine et de sang positives, les mots-clés des symptômes, les diagnostics primaires et secondaires et les résultats de laboratoire clinique ont été extraits de leurs dossiers médicaux chaque fois qu’ils étaient disponibles. L’équipe a également créé des bibliothèques de séquences d’acide désoxyribonucléique (ADN) à partir de 1 188 échantillons cliniques de sang et d’urine humains et de 1 923 échantillons d’isolats de viande, notamment de dinde, de poulet et de porc.

Résultats

Au cours de la période d’étude de 12 mois, il y avait une diversité de population perceptible parmi les viandes vendues au détail et les cliniques humaines. E. coli isoler les échantillons obtenus simultanément sur le site d’étude. Certains types de séquences (ST) n’impliquaient que des animaux ou des humains E. coli isolats, tandis que d’autres comprenaient des isolats appartenant aux deux types d’échantillons. En particulier, 443 ST ont été identifiés parmi les 3 120 E. coli isolats, dont 247 ST ne comprenaient que de la viande, 120 ST ne contenaient que des isolats humains et 76 ST contenaient à la fois des isolats humains et de viande.

Étudier les transmissions zoonotiques potentielles de E. colil’équipe a construit des phylogénies enracinées associées à 56 STs individuels comprenant quatre ou plus E. coli isolats à partir d’isolats humains et de viande. Même parmi les isolats dérivés du même type d’échantillon et de ST, les phylogénies dérivées ont démontré une forte variation génétique parmi les E. coli populations et certaines connexions clonales étroites.

Cela indiquait que l’évaluation phylogénétique du génome central ne pouvait pas être utilisée en elle-même pour détecter facilement les incidences récentes de transmission zoonotique. L’équipe a également noté 366 gènes accessoires associés à la source, qui n’étaient pas redondants.

La plupart de ces gènes accessoires appartenaient à des clusters multigéniques, dont 17 avaient des caractéristiques MGE. Onze plasmides, un élément intégratif et conjugatif, un élément intégratif et mobilisable et quatre prophages figuraient parmi les 17 MGE associés à la source. Chaque MGE avait entre deux et 42 gènes accessoires liés à la source qui coapparaissaient systématiquement d’une souche à l’autre. Six des 17 MGE liés à la source étaient liés aux humains, tandis que les 11 autres étaient associés à la viande.

L’équipe a utilisé un modèle de classe latente bayésienne à deux classes (BLCM) pour détecter les E. coli isolats dérivés d’animaux destinés à l’alimentation via de la viande contaminée. Le critère d’évaluation du modèle était la congruence entre son origine anticipée et le véritable type d’échantillon.

La collection d’isolats organisée a été divisée au hasard en deux ensembles de données, l’un impliquant les deux tiers des informations tandis que le second contenait le tiers restant. Avec les isolats de l’ensemble de validation, 96,3 % de la source projetée du modèle correspondaient au type d’échantillon connu. Les prédictions d’origine BLCM pour l’ensemble des isolats ont révélé une distribution bimodale cohérente avec le type d’échantillon.

Conclusion

Les résultats de l’étude ont mis en évidence la création de nouveaux outils d’analyse E. coli et la quantification de la fraction humaine E. coli infections provoquées par des zoonoses d’origine alimentaire E. coli souches. Ceci a été réalisé en détectant 17 MGE associés à la source pour estimer l’origine de E. coli isole. Souches de E. coli peut perdre ou acquérir des MGE adaptatifs à l’hôte pendant les migrations d’hôtes.

L’approche décrite ici peut être adoptée dans différents contextes pour reconnaître les souches zoonotiques d’origine alimentaire les plus à risque, évaluer leurs sources et éclairer le développement de nouvelles initiatives visant à réduire le lourd impact des maladies extra-intestinales. E. coli infections sur la santé publique.