A shigelose ou disenteria bacilar é causada por bactérias do gênero Shigella spp., e é um grave problema de saúde pública em vários locais do mundo. Em países em desenvolvimento como o Brasil, a shigelose é causada principalmente pela espécie Shigella flexneri. No entanto, existem relativamente poucos estudos que caracterizaram molecularmente linhagens de S. flexneri isoladas no país. O objetivo desse estudo foi caracterizar molecularmente e fenotipicamente 130 linhagens de S. flexneri isoladas de fezes de humanos com gastroenterite, entre os anos de 1983 a 2017 em diferentes Estados do Brasil. A pesquisa do potencial patogênico das linhagens de S. flexneri estudadas foi realizada pela pesquisa de 16 importantes genes de virulência por PCR convencional para as 130 linhagens de S. flexneri; pela capacidade de 50 linhagens selecionadas de invadir e sobreviver em células epiteliais do intestino humano (Caco-2), bem como sobreviver e se multiplicar em macrófagos de humanos (U-937). Adicionalmente, foi realizada a avaliação da virulência de 8 linhagens selecionadas de S. flexneri em Galleria mellonella. O perfil de resistência antimicrobiana foi obtido pela técnica de disco difusão para todas as linhagens. A caracterização da diversidade genotípica das 130 linhagens foi verificada por Enterobacterial repetitive intergenic consensus PCR (ERIC-PCR), Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) e Multi-locus Sequence Typing (MLST). Uma alta frequência de alguns genes de virulência foi observada, o gene ipaH foi encontrado em todas as linhagens; os genes ial, sigA, iuc, virA e pic foram encontrados em mais de 70% das linhagens. Os genes sat e virF foram encontrados em 48,5% e 57,7% das linhagens, respectivamente. Os genes ipgD, icsA, virB, sepA, set1B, set1A e sen foram encontrados em menos de 40% das linhagens estudadas. A porcentagem de invasão em células Caco-2 foi ≥ 40% e a sobrevivência em U-937 foi ≥ 60% para as linhagens de S. flexneri analisadas. Sete das oito linhagens de S. flexneri estudadas causaram a morte de mais de 50% das larvas de Galleria mellonella após 10 dias de experimento. Um total de 57 (43,8%) linhagens foram multidroga resistentes (MDR). Por ERIC-PCR um total de 96 (73,8%) linhagens foram agrupadas em um único grupo com ≥ 70,4% de similaridade genética e especificamente 75 dessas linhagens apresentaram similaridade genética ≥ 80,9%. Por PFGE um total de 120 (92,3%) linhagens foram agrupadas em um único grupo com 57,4% de similaridade genética, e, especificamente 82 dessas linhagens apresentaram similaridade genética ≥ 70,6%. Todas as linhagens foram tipadas como ST245 por MLST. Em conclusão, a alta frequência de importantes genes de virulência, a grande porcentagem de invasão e sobrevivência das linhagens em células Caco-2 e em U-937 e a alta mortalidade de larvas de Galleria mellonella evidenciaram o potencial patogênico das linhagens de S. flexneri estudadas. As altas taxas de linhagens MDR são alarmantes, pois podem levar a ineficácia terapêutica quando o tratamento é necessário. Os resultados de ERIC-PCR, PFGE e MLST sugeriram a presença de linhagens descendentes de um subtipo prevalente de S. flexneri circulando em diferentes Estados do Brasil.

Shigellosis or bacillary dysentery is caused by bacteria of the genus Shigella spp., and it is a serious public health problem in several places around the world. In developing countries like Brazil, shigellosis is mainly caused by the Shigella flexneri species. However, there are relatively few studies that molecularly characterized S. flexneri strains isolated in this country. The objective of this study was to molecularly and phenotypically characterize 130 S. flexneri strains isolated from feces of humans with gastroenteritis, from 1983 to 2017 in different States of Brazil. The investigation of the pathogenic potential of the studied S. flexneri strains was carried out by searching 16 important virulence genes by conventional PCR for 130 S. flexneri strains; by the ability of 50 selected strains to invade and survive in human gut epithelial cells (Caco-2), as well as to survive and multiply in human macrophages (U-937). Additionally, the virulence of 8 selected S. flexneri strains was evaluated in Galleria mellonella model. Antimicrobial resistance profiles were obtained using the disk diffusion technique for all strains. The characterization of the genotypic diversity of the 130 strains was verified by Enterobacterial repetitive intergenic consensus PCR (ERIC-PCR), Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) and Multi-locus Sequence Typing (MLST). A high frequency of some virulence genes was observed, the ipaH gene was found in all strains; ial, sigA, iuc, virA and pic genes were found in more than 70% of the strains. The sat and virF genes were found in 48.5% and 57.7% of the strains, respectively. The ipgD, icsA, virB, sepA, set1B, set1A and sen genes were found in less than 40% of the studied strains. The percentage of invasion in Caco-2 cells was ≥ 40% and survival in U-937 was ≥ 60% for the analyzed S. flexneri strains. Seven of the eight S. flexneri strains studied caused the death of more than 50% of the Galleria mellonella larvae after 10 days of the assay. A total of 57 (43.8%) strains were multidrug resistant (MDR). By ERIC-PCR a total of 96 (73.8%) strains were grouped into a single cluster with ≥ 70.4% of genetic similarity and, specifically 75 of these strains presented a genetic similarity ≥ 80.9%. By PFGE a total of 120 (92.3%) strains were grouped into a single cluster with 57.4% of genetic similarity and, specifically 82 of these strains showed a genetic similarity ≥ 70.6%. All strains were typed as ST245 by MLST. In conclusion, the high frequency of important virulence genes, the high percentage of invasion and survival of the strains in Caco-2 and U-937 cells and the high mortality of Galleria mellonella larvae highlighted the pathogenic potential of the S. flexneri strains studied. The high rates of MDR strains are alarming, as it can lead to therapeutic failure when treatment is necessary. The results of ERIC-PCR, PFGE and MLST suggested the presence of strains descending from a prevalent subtype of S. flexneri circulating in different States of Brazil.