Relationship of biofilm formation and different virulence genes in uropathogenic Escherichia coli isolates from Northwest Iran.

Abstract

The Escherichia coli (E. coli) bacterium is one of the main causative agents of urinary tract infections (UTI) worldwide. The ability of this bacterium to form biofilms on medical devices such as catheters plays an important role in the development of UTI. The aim of the present study was to investigate the possible relationship between virulence factors and biofilm formation of E. coli isolates responsible for urinary tract infection.A total of 100 E. coli isolates isolated from patients with UTI were collected and characterized by routine bacteriological methods. In vitro biofilm formation by these isolates was determined using the 96-well microtiter-plate test, and the presence of fimA, papC, and hly virulence genes was examined by PCR assay. Data analysis was performed using SPSS 16.0 software.From 100 E. coli isolates isolated from UTIs, 92% were shown to be biofilm positive. The genes papC, fimA, and hly were detected in 43%, 94% and 26% of isolates, respectively. Biofilm formation in isolates that expressed papC, fimA, and hly genes was 100%, 93%, and 100%, respectively. A significant relationship was found between presence of the papC gene and biofilm formation in E. coli isolates isolated from UTI (P<0.01), but there was no statistically significant correlation between presence of fimA and hly genes with biofilm formation (P<0.072, P<0.104).RESULTS showed that fimA and hly genes do not seem to be necessary or sufficient for the production of biofilm in E. coli, but the presence of papC correlates with increased biofilm formation of urinary tract isolates. Overall, the presence of fimA, papC, and hly virulence genes coincides with in vitro biofilm formation in uropathogenic E. coli isolates.Hintergrund und Zielsetzung:Escherichia (E.) coli ist weltweit einer der wichtigsten Erreger von Harnweginfektionen (HWI). Seine F?higkeit zur Biofilmbildung auf Devices wie Harnwegkatheter spielt eine wichtige Rolle bei der Entstehung von HWI. Zielsetzung der Studie war die Untersuchung des m?glichen Zusammenhangs zwischen Virulenzfaktoren und Biofilmbildung bei E. coli-Isolaten von HWI.Material und Methode: 100 E. coli-Isolate von Patienten mit HWI wurden bakteriologisch charakterisiert. Die Biofilmbildung wurde in vitro in 96-Well-Microtiterplatten und das Vorkommen von fimA-, papC- und hly-Virulenzgenen mittels PCR untersucht. Die Datenanalyse wurde mittels SPSS 16.0 Software durchgefأ¼hrt.Ergebnisse: 92 der 100 E. coli-Isolate zeigten die F?higkeit zur Biofilmbildung. Die Virulenzgene papC, fimA und hly wurden in 43%, 94% bzw. 26% der Isolate nachgewiesen. Die Biofilmbildung in Isolaten, die papC-, fimA- und hly-Gene exprimierten, betrug 100%, 93% bzw. 100%. Es konnte ein signifikanter (p<0.01) Zusammenhang zwischen dem Vorkommen des papC-Gens und der Biofilmbildung nachgewiesen werden, w?hrend keine signifikante Korrelation zum Vorkommen des fimA- und hly-Gens nachweisbar war (p<0.072 bzw. p<0.104).Schlussfolgerungen: Offensichtlich sind das fimA- und hly-Gen nicht zur Biofilmbildung von E. coli erforderlich, w?hrend das Vorkommen des papC-Gens mit erh?hter Biolfilmbildung korreliert. Insgesamt kamen bei E. coli-Isolaten mit der F?higkeit zur Biofilmbildung gleichzeitig die Virulenzgene fimA, papC und hly vor.