Microbial interactions : effects on virulence in Enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC)

Abstract

Enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC) is an emerging food borne pathogen associated with a number of outbreaks worldwide, and is a serious public health threat. The symptoms of the disease can range from mild diarrhoea to severe disease, such as haemorrhagic colitis (HC), and can result in life-threatening systemic complications such as haemolytic uremic syndrome (HUS). The O157:H7 serotype is traditionally associated with severe outbreaks, however, non-O157 serotypes are becoming a significant public health concern especially in European countries and in Australia. In Norway, an outbreak of EHEC disease of serotype O103:H25 (NIPH-11060424) showed particularly high rates of HUS. The main goal of this study was to improve knowledge regarding interactions between EHEC strains and commensal bacteria in a setting where some of the environmental factors characteristic of the gastrointestinal tract were represented. To do so, the effect of coculture/ spent medium from various bacteria on gene expression in EHEC strains, the effect of the vitamin K-homologue menadione on Shiga toxin 2 (Stx2) production, and the interactions between Stx2 bacteriophages and various E. coli strains were investigated. The latter were studied in order to obtain more information about the host range of the Stx2 phage.

Enterohemmorhagisk Escherichia coli (EHEC) er en voksende gruppe matbårne patogener som er assosiert med mange utbrudd og er regnet som et alvorlig folkehelseproblem. Symptomer kan variere fra mild diare til alvorlig sykdom, som utvikling av blødende tykktarmbetennelse, som videre kan føre til livstruende systemiske komplikasjoner som hemolytisk uremisk syndrom (HUS). Tradisjonelt er det serotype O157:H7 som har vært assosiert med alvorlige utbrudd, men en rekke serotyper er nå regnet som et folkehelseproblem spesielt i Europa og i Australia. I Norge hadde vi et EHEC-utbrudd grunnet en serotype O103:H25 (NIPH-11060424), hvor HUS raten var usedvanlig høy. Hovedmålet i denne studien var å øke kunnskapen om interaksjonene mellom EHEC-stammer og ulike kommensale bakterier, under betingelser der noen av miljøfaktorene karakteristisk for gastrointestinaltrakten var representert. Effekten av samkultur/supernatant fra ulike bakterier på virulensen i ulike EHEC-stammer, effekten av vitamin K-homologen menadione på Shigatoksin 2 (Stx2) produksjon, og interaksjonene mellom Stx2-bakteriofager og ulike E. coli-stammer ble undersøkt. Sistnevnte ble utført for å øke kunnskapen om smitteevnen til Stx2-bakteriofagen.