Caractéristiques génétiques du locus de tolérance au stress transmissible (LTSt) et des Escherichia coli porteurs du LTSt, révélées par une analyse génomique à grande échelle

Citation

Zhang, P., Yang, X. (2022). Genetic Characteristics of the Transmissible Locus of Stress Tolerance (tLST) and tLST Harboring Escherichia coli as Revealed by Large-Scale Genomic Analysis. Applied and Environmental Microbiology, [online] 88(7), http://dx.doi.org/10.1128/aem.02185-21

Résumé en langage clair

La présente étude, réalisée au moyen d’une analyse génomique à grande échelle, a démontré que l’îlot génomique du LTSt lié à la résistance à des stress multiples (comme la résistance à une chaleur extrême et la tolérance au stress oxydatif) chez E. coli est différentiellement présent dans des sous-groupes d’E. coli et est fortement associé à certains antécédents phylogénétiques de la souche hôte. L’étude montre également les mécanismes de transmission du LTSt chez E. coli et d’autres espèces. L’association négative globale du LTSt, des gènes de virulence et des gènes antimicrobiens suggère que les pressions sélectives pour l’acquisition et la transmission de ces traits diffèrent probablement. Malgré tout, la prévalence élevée de LTSt dans le clone ST2332 d’E. coli entérotoxinogène et la cooccurrence de LTSt et de gènes antimicrobiens chez E. coli sont préoccupantes. Par conséquent, les résultats améliorent notre compréhension de l’évolution des LTSt et fournissent des informations pour l’évaluation des risques des bactéries porteuses de LTSt.

Résumé

Chez E. coli, le locus transmissible de tolérance au stress (tLST) confère une résistance à de nombreux stress. À l’aide des 18 959 génomes d’E. coli disponibles dans la base de données du NCBI, nous avons étudié la prévalence, la distribution phylogénétique et les profils de configuration du tLST, ainsi que les corrélations entre celui-ci et les gènes de virulence et de résistance aux antimicrobiens (RAM) chez E. coli. Quatre variants du tLST ont été trouvés chez 2,7% des E. coli, le plus répandu (77,1 %) étant le tLST1, suivi du tLST2 (8,3 %), du tLST3b (8,3 %) et du tLST3a (6,3 %). La majorité (93 %) de ces tLST se trouvaient chez des E. coli appartenant au phylogroupe A, dans lequel la prévalence était de 10,4 %. Le tLST a également été trouvé dans les phylogroupes B1 (0,5 %) et C (0,5 %), mais pas dans les phylogroupes B2 et D-G. De plus, 1 % des 18 959 génomes d’E. coli contenaient un nombre variable de fragments du tTSL. L’analyse phylogénétique a révélé une transmission intra-espèce et inter-espèces du tLST tant chromosomique que plasmidique, E. coli montrant une préférence pour le tLST chromosomique par rapport au tLST plasmidique. Dans l’ensemble, la présence du tLST était corrélée négativement à la présence des gènes de virulence chez E. coli, mais le tLST a été trouvé dans tous les génomes du sous-groupe d’E. coli entérotoxinogène ST2332. Il convient de noter qu’aucun E. coli producteur de shigatoxines (n = 3492) ne possédait de tLST. La prévalence du tLST et des gènes de RAM a montré des tendances temporelles différentes au cours de la période de 1985 à 2019. Cependant, on a constaté qu’une fraction substantielle des E. coli tLST positifs hébergeait des gènes de RAM, ce qui constitue une menace pour la santé publique. En conclusion, cette étude améliore notre compréhension des caractéristiques génétiques du tLTS et des E. coli porteurs de ce locus.
IMPORTANCE. Avec une analyse génomique à grande échelle, cette étude a montré que l’îlot génomique tLST associé à la résistance à des stress multiples (comme la résistance à la chaleur extrême et la tolérance au stress oxydatif) chez E. coli est présent de manière différentielle dans des sous-groupes d’E. coli et qu’il est fortement lié au bagage phylogénétique de la souche hôte. L’étude montre également les mécanismes de transmission du tLST chez E. coli et d’autres espèces bactériennes. L’association négative générale du tLST, des gènes de virulence et des gènes de résistance aux antimicrobiens (RAM) laisse supposer que les pressions sélectives pour l’acquisition et la transmission de ces caractères diffèrent probablement. Malgré tout, la forte prévalence du tLST chez la souche E. coli entérotoxinogène ST2332 et la cooccurrence du tLST et des gènes de résistance aux antimicrobiens chez E. coli sont préoccupantes. Ainsi, les résultats de notre étude permettent de mieux comprendre l’évolution des tLST et fournissent des informations pour l’évaluation du risque des bactéries possédant le tLST.

Date de publication

2022-04-01

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