2.2.2. Escherichia coli

Το Escherichia coli είναι ένα βακτήριο που βρίσκεται συνήθως στο γαστρεντερικό σωλήνα των ανθρώπων και των θερμόαιμων ζώων. Λόγω της επικράτησης στο έντερο, το E.coli χρησιμοποιείται ως δείκτης για την ανίχνευση και τη μέτρηση της μόλυνσης με κοπράνα κατά την εκτίμηση της ασφάλειας των τροφίμων και του νερού. Τα στελέχη του E.coli θεωρούνται ακίνδυνοι συσσιτώνες και αντιπροσωπεύουν περίπου το 1% του μικροβιακού πληθυσμού του κανονικού εντερικού πληθυσμού. Ενώ τα περισσότερα από τα στελέχη στο έντερο είναι χρήσιμα για τη λειτουργία της γαστρεντερικής οδού του ανθρώπου, άλλα είναι επιβλαβή. Τα παθογόνα στελέχη του E.coli διακρίνονται από άλλα στην ικανότητά του να προκαλούν σοβαρές ασθένειες ως αποτέλεσμα της έκφρασης των γενετικών στοιχείων για την παραγωγή τοξινών, προσκόλληση και εισβολή στα κύτταρα του ξενιστή, παρεμβολή στο κυτταρικό μεταβολισμό και καταστροφή των ιστών. Για να εξαπλωθούν από ένα ξενιστή σε άλλο αυτά τα βακτήρια πρέπει να βγούν στον κόσμο. Τα στελέχη του E.coli μπορούν να επιβιώσουν για αρκετές εβδομάδες έξω από τον ξενιστή και ακόμα και να αναπτύσσονται και να αναπαράγονται στο νερό ή στο έδαφος. Αλλά το γεγονός ότι το περιβάλλον των φυτών έχει ματατραπεί σε ξενιστή που το E.coli αποικίζει αποτελεί αιτία ανησυχίας. Αν και οι περισσότεροι τύποι του E.coli είναι αβλαβείς, η παρουσία των παθογόνων στελεχών στα φρούτα και τα λαχανικά αποτελεί κίνδυνο για την ασφάλεια των τροφίμων. Ο εντοπισμός των εστιών που συνδέονται με λοίμωξη από Ε coli O157, μετά την κατανάλωση πράσινων φυλλώδων λαχανικών αναγνωρίζεται όλο και περισσότερο. Μερικοί κλώνοι του E.coli έχουν αποκτήσει νησιά παθογένειας μέσω οριζόντιας μεταφοράς γονιδίων, που τους επιτρέπουν να προκαλούν λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος και διάρροια. Τα διαρροϊκά στελέχη της E. coli χωρίζονται σε έξι κατηγορίες και μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες που κυμαίνονται από ήπια έως σοβαρή διάρροια και συστηματικά νοσήματα (π.χ. αιμολυτικό ουραιμικό σύνδρομο).

Στελέχη του E. Coli που παράγουν τοξίνες Shiga

Το βακτήριο E. coli που παράγει την τοξίνη Shiga (STEC) είναι ένα ζωονοσογόνo παθογόνο που αποικίζει κυρίως τα βοοειδή και τα μικρά μηρυκαστικά. Αν και κυρίως τα προϊόντα από το βόειο κρέας είναι οι πιο κοινώς αναγνωρισμένες πηγές της μόλυνσης με E. coli O157, τα φρούτα και τα λαχανικά που καταναλώνονται ωμά αποτελούν επίσης μια σημαντική πηγή. Έχουν περιγραφεί τρεις μηχανισμοί για την πρόσφυση των E. coli O157 στα φύλλα των φυτών. Στην πρώτη θέση, σε αντίθεση με τα μη παθογόνα E.coli, το παθογόνο στέλεχος O157 STEC: Η7 εμμένει σταθερά στο κέλυφος της ντομάτας, στα φύλλα του σπανακιού και στις ρίζες της αλφάλφας. H πρόσφυση σε αυτές τις επιφάνειες διαμεσολαβείται από τις τρίχες που βρίσκοντια στην επιφάνεια του βακτηριακού κυττάρου. Η προσκόλληση του E. coli O157, και των εντεροπαθογόνων στελεχών EPEC διεξάγεται στα φύλλα των διαφόρων ειδών σαλάτας με τη βοήθεια ενός συστήματος έκκρισης νηματοειδούς τύπου (T3SS). Το σύστημα έκκρισης του E. coli O157 προορίζεται για την έγχυση πρωτεϊνών τελεστών στα κύτταρα των θηλαστικών. Η μετατόπιση αυτών των πρωτεϊνών διαμεσολαβείται από το ΑΤΡase και εξαρτάται από τη διαμόρφωση των πόρων στη μεμβράνη του πλάσματος. Τα περιτριχικά μαστίγια του E.coli O157 είναι επίσης σημαντικά για την πρόσφυση του βακτηρίου στο φύλλωμα. Στο σύνολό τους, τα στοιχεία αυτά δείχνουν ότι η E.coli O157 έχει πολλαπλούς μηχανισμούς για την αποικιοποίηση των φυτών που είναι καλά προσαρμοσμένα σε αυτή τη βιόσφαιρα. Όπως η Salmonella, η E. coli O157 μπορεί επίσης να διεισδύσει στις εσωτερικές πορώδεις μεσόφιλες κοιλότητες του φυτού και να επιβιώσει σε αυτό το περιβάλλον.

Στελέχη του Ε coli που συσορρεύουν στα έντερα (EAEC) και εντεροτοξικογόνα στελέχη του E. coli

Τα στελέχη του EAEC προκαλούν σοβαρή βακτηριακή γαστρεντερίτιδα, αλλά η φυσική δεξαμενή τους δεν έχει ακόμη εξακριβωθεί. Οι ξενιστές – στόχοι είναι κυρίως τα παιδιά πρώιμης ηλικίας και οι επιβάτες, καθώς και ορισμένα κατοικίδια ζώα όπως τα μοσχάρια και τα γουρούνια. Για την μελέτη της διάδοσης της E. coli (EAEC), φύλλα μαρουλιού επωάστηκαν για 1 ώρα με ορισμένη ποσότητα της παθογόνου και παρατηρήθηκαν οι ακόλουθες δύο πόρτες και οδοί της εισβολής: (Ι) διάχυτη προσκόλληση του παθογόνου στην επιδερμίδα των φύλλων του μαροθλιού (II) εντοπισμένη πρόσφυση στην επιφάνεια των κυττάρων του στοματίου. Η πρόσδεση στην επιδερμίδα διαμεσολαβείται από μια τρίχα, η οποία είναι γνωστό ότι παίζει σημαντικό ρόλο στον αποικιοποίηση των εντέρων του ανθρώπου, ενώ η συσσωμάτωση γύρω από το στομάτιο διαμεσολαβείται από μαστίγια. Υποτίθεται ότι τα μαστίγια είναι οι κύριοι μεσολαβητές κατά την προσκόλληση των στελεχών ETEC στην επιδερμίδα των φύλλων μαρουλιού.