Escherichia coli EAST1 toxin toxicity of variants 17-2 and O 42

EAST1 (EnteroAggregative heat-Stable Toxin 1) is a 4.1 kDa toxin that was first detected in the enteroaggregative Escherichia coli (EAEC) strain 17-2 (O3:H2) isolated from the stools of a Chilean child with diarrhoea. Accordingly, EAST1 is thought to play a role in the pathogenicity of EAEC. The goal of this study was to obtain purified biologically active forms of two EAST1 variants (17-2 and O 42). Purified toxin samples were treated with protein disulfide isomerase (PDI) to ascertain the integrity of the disulfide bridges. Since EAST1 is often compared to STa (heat-Stable Toxin a), both purified EAST1 variants were tested for biological activity using the suckling mouse assay, the reference test for STa. A positive gut to body (G/B) weight ratio was not observed for any of the EAST1 preparations tested, although STa was active. Exposure of the purified toxins to T84 cell monolayers, an epithelial cell line derived from a human colon carcinoma, in modified Ussing flux chambers resulted in a rapidly attained and prolonged increase in short circuit current, a sensitive measure of net ion transport. Responses to 17-2 and O 42 variants were comparable in magnitude and inhibitable by bumetanide and DASU-02, indicating net anion secretion. The results demonstrate that EAST1 toxin stimulates anion secretion by T84 cell monolayers and it is sustained for the duration of toxin exposure.

RésuméLa toxine EAST1 est un peptide de 4.1 kDa. EAST1 fut détecté originalement d’une souche d’Escherichia coli attachant-effaçant (AEEC) isolée d’un enfant Chilien souffrant de diarrhée (souche 17-2). De cette observation, il apparaissait que ce peptide jouait un rôle dans la pathogenèse des AEEC. Le but de notre étude était de produire et purifier deux variants (17-2 et O-42) de la toxine EAST1 sous forme active. Nous avons eu recours à l’isomérase disulfide dans le but de s’assurer que les ponts disulfures de la toxine soient formés. Comme EAST1 est souvent comparée à la toxine STa, les variants purifiés de EAST1 furent testés dans le modèle du souriceau nouveau-né, le test de référence établie pour STa. Nous n’avons pu observer un ratio supérieur à la limite établie pour un test positif lorsque furent comparer le poids de l’intestin sur celui de la carcasse de l’animal. Toutefois, l’exposition d’une monocouche de cellules T84 en culture dans un système de chambres de Ussing modifié a démontré un courant rapidement atteint et qui était soutenu, établissant une mesure du transport ionique. Les réponses pour les variants 17-2 et O-42 étaient comparable et étaient inhibées par le butamide et le DASU-02, indiquant une nette sécrétion d’anions. Nos résultats démontrent que la toxine EAST1 purifié stimule la sécrétion d’anions par les cellules T84 qui perdure pendant l’exposition à la toxine.