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Vacuolating Cytotoxin Produced by Avian Pathogenic Escherichia coli

M. R. Salvadori, T. Yano, H. F. Carvalho, V. R. Parreira and C. L. Gyles
Avian Diseases
Vol. 45, No. 1 (Jan. - Mar., 2001), pp. 43-51
DOI: 10.2307/1593010
Stable URL: http://www.jstor.org/stable/1593010
Page Count: 9
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Vacuolating Cytotoxin Produced by Avian Pathogenic Escherichia coli
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Abstract

The purpose of this study was to determine whether avian pathogenic Escherichia coli produced cytotoxic activity. Culture supernatants of 20 E. coli strains isolated from cellulitis lesions in chickens, five E. coli strains from avian septicemia, five from swollen head syndrome, and five from the feces of healthy chickens were incubated with primary chicken embryo fibroblast (CEF) cells, primary chicken kidney (PCK) cells, a quail fibroblast cell line (QT-35), and four mammalian cell lines (human epithelioid cervical carcinoma, African green monkey kidney, Chinese hamster ovary, and human larynx epidermoid carcinoma). Cytotoxicity was observed with supernatants from the 30 avian pathogenic strains on the two primary chicken cells (CEF and PCK). The highest dilution of culture supenatant that induced cytotoxic changes in 50% of the cells was 1/64. Supernatants from the five strains from normal feces were noncytotoxic, and none of the supernatants was cytotoxic for the QT-35 or the four mammalian cell lines. The cytotoxic effect, which was observed as early as 2 hr after exposure of the cells, was maximal at 6 hr and was evident as vacuolation, morphologically indistinguishable from that previously reported for culture supernatants of Helicobacter pylori. Like the activity in H. pylori, the cytotoxicity of the avian pathogenic strains was destroyed by heating at 70 C for 30 min and by exposure to proteolytic enzymes and was retained by filtration with a 100,000 molecular weight cut-off ultrafilter. Supernatants of two vacuolating cytotoxin-positive cultures of H. pylori failed to induce vacuolation of the CEF and PCK cells but caused the characteristic vacuolation in HeLa and Vero cells. The observations suggest that avian pathogenic E. coli produce a cytotoxin that is similar to the cytotoxin of H. pylori but may be specific for avian cells. /// El propósito de este estudio fue el de determinar si las cepas patógenas de Escherichia coli producen actividad citotóxica. Fibroblastos primarios de embrión de pollo, células primarias de riñón de pollo, una línea celular de fibroblastos de codorniz (QT-35) y cuatro líneas celulares de mamíferos (células de carcinoma epitelial cervical humano, células de riñón de mono verde africano, células de ovario de hámster de la China y carcinoma epidermal laringeo en humanos) se incubaron con sobrenadantes de cultivos de 20 cepas de E. coli aisladas de lesiones de celulitis en pollos de engorde, cinco cepas aisladas de septicemia aviar, cinco aisladas de casos del síndrome de cabeza hinchada y cinco de heces de pollos sanos. Se observó citotoxicidad con los sobrenadantes de 30 cepas patógenas aviares en las dos células de pollo primarias (fibroblastos y riñón). La dilución más alta de los sobrenadantes de cultivo que indujo cambios citotóxicos en 50% de las células fue 1/64. Los sobrenadantes del cultivo de las cinco cepas aisladas de heces de pollos normales no fueron citotóxicas y ninguno de los sobrenadantes fue citotóxicos para las células QT-35 ó para las cuatro células de mamíferos. El efecto citotóxico que se empezó a observar desde las dos horas después de la exposición, fue máximo a las seis horas y fue evidente como vacuolización, morfológicamente indistinguible de la reportada previamente con sobrenadantes de cultivo de Helicobacter pylori. Al igual que con H. pylori, la citotoxicidad de las cepas patógenas aviares fue destruida por el calentamiento a 70 C por 30 minutos y por la exposición a enzimas proteolíticas y fue retenida por filtración con ultrafiltros efectivos hasta pesos moleculares de 100,000. El sobrenadante de dos cultivos con citotoxinas vacuoliazantes de H. pylori no indujo vacuolización de los fibroblasto de embrión de pollo ó de las células de riñón de pollo pero causo las caractarísticas de vacuolización en células HeLa y células Vero. Estas observaciones sugieren que cepas patógenas de E. coli producen una citotoxina que es similar a la citotoxina de H. pílori pero que puede ser específica para células aviares.

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