Caratterizzazione del viruloma di ceppi di Escherichia coli patogeni aviari mediante Whole Genome Sequencing: valutazione del potere discriminante dei principali geni di virulenza

Escherichia coli è una specie batterica caratterizzata da una marcata eterogeneità genetica e comprende ceppi commensali e patogeni responsabili di infezioni intestinali ed extraintestinali nell'uomo e negli animali. Tra questi, gli Avian Pathogenic Escherichia coli (APEC) rappresentano il principale agente eziologico della colibacillosi aviaria, una patologia responsabile di rilevanti perdite economiche per il settore avicolo e di crescente interesse anche per il loro potenziale zoonotico. L'elevata plasticità genomica della specie, unita alla frequente condivisione di determinanti di virulenza tra ceppi patogeni e commensali, rende complessa la definizione molecolare del patotipo APEC. Sebbene siano stati proposti numerosi schemi di classificazione basati sulla presenza di specifici geni associati alla virulenza (VAG), nessuno di essi si è dimostrato universalmente applicabile. Il presente studio ha caratterizzato il viruloma di 60 isolati APEC mediante l'analisi di dati di Whole Genome Sequencing (WGS), valutando la presenza e la distribuzione di 70 VAG. L'analisi ha evidenziato una marcata eterogeneità nella composizione del viruloma, con frequenze dei singoli determinanti comprese tra 0 e 100% e un contenuto di VAG per isolato variabile dal 14.29 al 70%. Considerando le specifiche combinazioni di presenza/assenza, sono stati identificati 51 distinti profili di virulenza, dei quali 46 esclusivi di un singolo isolato. Le analisi di similarità basate sull'indice di Jaccard e sul clustering gerarchico hanno individuato due principali cluster, costituiti rispettivamente da 55 e 5 isolati, con una separazione moderata. L'analisi del network di co-occorrenza ha inoltre identificato sei moduli di geni, evidenziando pattern ricorrenti di co-distribuzione tra determinanti appartenenti anche a differenti categorie funzionali. I risultati confermano la natura eterogenea del viruloma APEC e indicano come la caratterizzazione di questi isolati non possa essere ricondotta esclusivamente alla presenza di singoli determinanti di virulenza. L'integrazione delle informazioni relative al viruloma con il background genomico e la struttura clonale degli isolati potrebbe pertanto contribuire a una caratterizzazione molecolare più robusta del patotipo APEC.