Caracterização genotípica e perfil de virulência de Escherichia coli isolada da cadeia produtiva de frangos de corte

Abstract

A avicultura brasileira apresenta crescimento expressivo nas últimas décadas, consolidando o país como um dos maiores produtores e o principal exportador mundial de carne de frango. Esse modelo intensivo, embora eficiente, impõe desafios sanitários relevantes, especialmente relacionados à circulação de Escherichia coli ao longo da cadeia produtiva. Embora predominantemente comensal, essa bactéria pode adquirir fatores genéticos que favorecem adaptação, persistência e potencial patogênico, representando riscos à biosseguridade e à interface entre saúde animal, humana e ambiental. O presente estudo tem como objetivo caracterizar genotipicamente isolados comensais de Escherichia coli obtidos de diferentes pontos da cadeia produtiva de frangos de corte, avaliando a diversidade genética e a distribuição de genes associados à virulência aviária em relação à origem e ao tipo de amostra. Foram coletadas amostras de carcaças em diferentes etapas do abate, águas industriais, superfícies de caixas de transporte e swabs de fezes de trabalhadores em um abatedouro de Minas Gerais, totalizando 780 isolados de E. coli. A triagem inicial dos genes associados à E. coli patogênica para aves (APEC) foi realizada por PCR multiplex, visando à detecção dos genes iroN, ompT, hlyF, iss e iutA. Posteriormente, 38 isolados representativos foram selecionados para sequenciamento genômico completo. A análise genômica revelou elevada diversidade clonal, com predominância dos filogrupos A e B1 e recorrência de tipos de sequência amplamente distribuídos. Observou-se alta frequência de genes associados à adesão, especialmente fimH, enquanto genes relacionados à captação de ferro e à cápsula apresentaram distribuição heterogênea. A maioria dos isolados não exibiu perfil clássico completo de APEC, mas apresentou combinações intermediárias de genes funcionais. A análise estratificada por origem indicou perfis mais simples no produto final e maior variabilidade funcional em carcaças ao longo do abate e em amostras ambientais, sugerindo redistribuição de linhagens durante o processamento. De forma integrada, os resultados demonstram que a cadeia produtiva avícola atua como um ambiente de convergência e manutenção de E. coli com diferentes potenciais funcionais, reforçando a necessidade de estratégias de vigilância que considerem perfis genéticos intermediários com relevância sanitária, em consonância com a abordagem de Saúde Única.Palavras-chave: APEC; avicultura; colibacilose; genes de virulência; saúde única; sequenciamento genômico completo.

Brazilian poultry production has shown substantial growth over recent decades, consolidating the country as one of the world’s largest producers and the leading global exporter of chicken meat. Although efficient, this intensive production model poses significant sanitary challenges, particularly regarding the circulation of Escherichia coli along the production chain. While predominantly commensal, this bacterium may acquire genetic traits that promote adaptation, persistence, and pathogenic potential, representing risks to biosecurity and to the interface between animal, human, and environmental health. The present study aimed to genotypically characterize commensal Escherichia coli isolates obtained from different points of the broiler chicken production chain, evaluating genetic diversity and the distribution of avian-associated virulence genes according to sample origin and type. Samples were collected from carcasses at different slaughter stages, industrial water, transport crate surfaces, and fecal swabs from workers at a slaughterhouse in Minas Gerais, Brazil, totaling 780 E. coli isolates. Initial screening for avian pathogenic E. coli (APEC)-associated genes was performed using multiplex PCR targeting iroN, ompT, hlyF, iss, and iutA. Subsequently, 38 representative isolates were selected for whole- genome sequencing. Genomic analysis revealed high clonal diversity, with predominance of phylogroups A and B1 and recurrence of widely distributed sequence types. A high frequency of adhesion-associated genes, particularly fimH, was observed, whereas genes related to iron acquisition and capsule formation showed heterogeneous distribution. Most isolates did not exhibit a complete classical APEC profile but displayed intermediate combinations of functional virulence genes. Stratified analysis by origin indicated simpler genetic profiles in final products and greater functional variability in carcasses during processing and in environmental samples, suggesting redistribution of lineages throughout slaughter operations. Overall, the results demonstrate that the poultry production chain acts as an environment for convergence and maintenance of E. coli lineages with distinct functional potentials, reinforcing the need for surveillance strategies that consider intermediate genetic profiles of sanitary relevance, in line with the One Health approach.Keywords: APEC; colibacillosis; one health; poultry production; virulence genes; whole-genome sequencing.