Caratterizzazione microbiologica e genomica dei ceppi di Listeria monocytogenes isolati da alimenti e da pazienti nel 2017 in provincia di Pavia

Listeria monocytogenes is a ubiquitous pathogen that can contaminate food and food production and processing plants. It is the etiological agent responsible for listeriosis, a disease that develops invasively or not depending on the host's state of immune system. Listeriosis is classified by the WHO as a rare foodborne infection given the low incidence rate of 0.5 cases per 100,000 inhabitants. In this study we evaluated the correlation between isolates from patients and food, through Whole Genome Sequencing (WGS) and genomic analyses. Secondly, we wanted to characterize these isolates from the point of view of antibiotic resistance and the presence of genes encoding for virulence and antibiotic resistance factors. The most frequent Sequence type (ST) found in this work is ST1 (5 strains), followed by ST2 (3 strains), ST325 (3 strains), ST121 (3 strains), and ST155 (3 strains). Isolates belonging to sequence types ST1, ST2 and ST8 were from strains isolated from both foods and patients and a phylogenetic analysis was also conducted for these STs. Genetic analyses proved the absence of correlation between clinical isolates and food isolates. It was not an outbreak, but several strains of L. monocytogenes that circulated in a limited period. As regards antibiotic resistance, all strains were found to be susceptible to all antibiotics used for the treatment of listeriosis (penicillin, ampicillin, clotrimoxazole, meropenem, erythromycin). All the isolates analyzed in this work present the genes for internalin A and internalin C, the flagellar genes flaA, flaB, flgC, flgD, fliE, fliQ and motB, genes for adherence and invasion iap, chwA, iap and ipeA and the LIPI-1 genes actA, hly, mpl, plcA, plcB and prfA necessary to resist in inside the host cells.

Listeria monocytogenes è un patogeno ubiquitario in grado di contaminare gli alimenti e gli impianti di produzione e processamento alimentare. La listeriosi è una patologia che si sviluppa in modo invasivo o meno a seconda dello stato immunitario dell’ospite. La listeriosi è classificata dall’OMS tra le tossinfezioni alimentari rare dato il basso tasso di insorgenza dello 0,5 casi ogni 100 000 abitanti. Nel periodo tra giugno e novembre 2017 11 pazienti si sono presentati presso la Fondazione IRCCS Policlinico San Matteo di Pavia con sintomi suggestivi di listeriosi. Nello stesso periodo l’Istituto Zooprofilattico della Lombardia e dell’Emilia Romagna, nell’ambito dei controlli per la sicurezza degli alimenti ha isolati 15 ceppi di L. monocytogenes. In questo studio si è voluto valutare la correlazione tra gli isolati da pazienti e da alimenti, attraverso sequenziamento Whole Genome Sequencing (WGS) e analisi genomiche. In secondo luogo si è voluto caratterizzare questi isolati dal punto di vista dell’antibiotico resistenza e della presenza di geni codificanti per fattori di virulenza e resistenza ad antibiotici. Il Sequence type (ST) ritrovato più frequente in questo lavoro è ST1 (5 ceppi), seguito da ST2 (3 ceppi), ST325 (3 ceppi), ST121(3 ceppi), e ST155 (3 ceppi). Isolati appartenenti ai sequence type ST1, ST2 e ST8 sono stati da ceppi isolati sia da alimenti e pazienti e per questi STs è stata condotta anche un’analisi filogenetica. L’analisi genetica ha dimostrato l’assenza di correlazione tra gli isolati clinici e gli isolati da alimenti. Non si è quindi trattato di un outbreak ma di diversi ceppi di L. monocytogenes che sono circolati in un periodo limitato. Per quanto riguarda l’antibiotico resistenza, tutti i ceppi sono risultati sensibili a tutti gli antibiotici utilizzati per il trattamento della listeriosi (penicillina, ampicillina, clotrimossazolo, meropenem, eritromicina). Tutti gli isolati analizzati in questo lavoro presentano i geni per le proteine di superficie internalina A e internalina C, i geni flagellari flaA, flaB, flgC, flgD, fliE, fliQ e motB, geni per l’aderenza e l’invasione iap, chwA, iap e ipeA e i geni di LIPI-1 actA,hly, mpl, plcA, plcB e prfA che consentono la resistenza all’interno delle cellule ospiti.