Caracterización fenotípica y genoma completo de un patóbionte tumorigénico Escherichia coli LI60C3

Área de la Ciencia:

• Microbiología
• La genómica
• En el campo de la oncología

Sus antecedentes:

• Los biontes patógenos, como la Escherichia coli invasiva LI60C3, pueden contribuir al desarrollo de enfermedades, incluido el cáncer colorrectal (CRC).
• La comprensión de la base genética de la virulencia de los patóbiontes es crucial para el diagnóstico y la prevención potencial de la CCR.
• Los marcadores genéticos específicos de la E. coli colitogénica y tumorigénica LI60C3 eran previamente desconocidos.

Objetivo del estudio:

• Caracterizar la Escherichia coli tumorigénica LI60C3 a través de la secuenciación de todo el genoma (WGS) y ensayos fenotípicos.
• Identificar los marcadores genéticos asociados con las propiedades colitogénicas y tumorigénicas de E. coli LI60C3.
• Validar la presencia de estos marcadores genéticos en muestras de cáncer colorrectal humano.

Principales métodos:

• Exposición de células epiteliales intestinales humanas a cepas de E. coli para evaluar el recuento y la proliferación bacteriana.
• Administración oral de E. coli LI60C3 a ratones para evaluar la carga tumoral.
• Secuenciación del genoma completo (WGS) de E. coli LI60C3 utilizando PacBio Sequel II para el ensamblaje de novo, la anotación genética y la identificación de factores de virulencia y resistencia a los antibióticos.
• Análisis cuantitativo de PCR (qPCR) para detectar genes específicos de las bacterias en muestras de CRC.

Principales resultados:

• E. coli LI60C3 aumentó significativamente el recuento bacteriano intracelular y las tasas de ciclo celular epitelial en comparación con las cepas comensales.
• Los ratones tratados con E. coli LI60C3 mostraron un aumento de cuatro veces en el número de tumores.
• El WGS reveló grupos de genes únicos (islas Epm y Phz) en E. coli LI60C3, con una alta homología con las cepas patógenas conocidas de E. coli.
• Se detectaron genes específicos de E. coli LI60C3 en tumores de ratón inducidos químicamente y mutados genéticamente.
• Se validaron niveles más altos de marcadores de E. coli LI60C3 en muestras humanas de CCR en comparación con los tejidos sanos.

Conclusiones:

• Las firmas genéticas del patobionte E. coli LI60C3 están presentes tanto en el cáncer colorrectal del ratón como en el humano.
• El análisis comparativo del genoma de biontes patógenos como E. coli LI60C3 puede ayudar a identificar los microbios causantes de enfermedades.
• Los marcadores genéticos identificados pueden servir como predictores potenciales para el cáncer colorrectal.