Bacterial load comparison of enteroaggregative Escherichia coli (EAEC) by real-time PCR (qPCR) between children with diarrhea and asymptomatic infection

Abstract

Introduction

Enteroaggregative Escherichia coli (EAEC) is a pathotype of diarrheagenic E. coli (DEC) that causes acute and persistent diarrhoea in children, HIV-infected patients and travelers. However, EAEC can also be isolated in people without diarrhoea. The aim of this study was to evaluated if the EAEC bacterial load in stool samples is associated with diarrhoea in comparison with asymptomatic infection.

Methods

We selected 165 stool samples (children with diarrhoea: 80 and asymptomatic children: 85) that previously were identified as EAEC by Real-Time PCR for diagnostic of DEC from E. coli isolated from stool cultures. We extracted DNA from fecal samples using the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) method and standardised a qPCR to evaluate the bacterial load using EAEC strain 042.

Results

The detection limit of the qPCR was 10 copies ofaggR gene (5 bacterias)/mg stool and the reaction efficiency was ≥ 93%. We found a higher bacterial load in patients with diarrhoea [2781, 95% CI (688−6875) bacteria/mg feces] than in asymptomatic children [138, 95% CI (75−306) bacteria/mg feces], including samples with single pathogen infection and co-infections. Among diarrheal samples, the bacterial load was higher in boys than girls and in children older than 18 months than younger.

Conclusions

EAEC load in stool samples are higher in children with diarrhoea than in asymptomatic infection. This qPCR could be useful for studying the role of colonisation in children living in endemic areas where the isolation of this pathogen is similar in both groups.

Resumen

Introducción

Escherichia coli enteroagregativa (EAEC) es un patotipo de las E. coli diarreogénicas (DEC) que causa diarrea aguda y persistente en niños, pacientes con VIH y diarrea del viajero. Sin embargo, EAEC también puede ser aislado en personas sin diarrea. El objetivo del estudio fue evaluar si la carga bacteriana de EAEC en muestras de heces se asocia con diarrea en comparación con infección asintomática.

Métodos

Seleccionamos 165 muestras de heces (niños con diarrea: 80 y niños asintomáticos: 85) que previamente fueron identificados como EAEC por PCR en tiempo real para el diagnóstico de DEC a partir de E. coli aislados de coprocultivo. Extrajimos ADN utilizando el método de bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB) y estandarizamos un qPCR para evaluar la carga bacteriana utilizando la cepa EAEC 042.

Resultados

El límite de detección fue de 10 copias del gen aggR (5 bacterias)/mg de heces y la eficiencia de la reacción fue ≥93%. Encontramos una mayor carga bacteriana en pacientes con diarrea [2781, 95% IC (688-6875) bacterias/mg heces] que en niños asintomáticos [138, 95% IC (75-306) bacterias/mg heces], incluyendo infección por patógeno único y coinfección. Entre las muestras de diarrea, la carga bacteriana fue mayor en varones que en mujeres y en niños mayores de 18 meses que menores.

Conclusiones

La carga de EAEC en muestras de heces es mayor en niños con diarrea que infección asintomática. Esta qPCR podría ser útil para estudiar el papel de la colonización en niños de zonas endémicas con similar aislamiento en ambos grupos.