Mecanismos de patogénesis de Serratia marcescens
Fecha
2014-03-28
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Editor
Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas.
Resumen
S. marcescens es un patógeno oportunista causante de diversas infecciones nosocomiales. La incidencia de las afecciones originadas por esta bacteria ha incrementado en los últimos años debido a su capacidad de adherirse a superficies abióticas y por presentar resistencia a protocolos estándares de esterilización y desinfección. Asimismo, S. marcescens es capaz secretar varias exoproteínas, que han sido implicadas en la virulencia de este patógeno. Dentro de estos potenciales factores de virulencia, la hemolisina ShlA es el más extensamente descripto. La hemolisina es codificada por el operón shlBA y transportada mediante el sistema de dos compañeros. Cepas mutantes en ShlA mostraron ser menos virulentas en modelos de líneas celulares, C. elegans, D. melanogaster y ratones. Sin embargo, aún no se ha dilucidado cómo estos factores contribuyen a la capacidad adaptativa de la bacteria para sobrevivir a diferentes medios y alternar entre ambientes libres y asociados al hospedador.
Resultados anteriores de este laboratorio, permitieron demostrar que Serratia requiere de la expresión flagelar para adherirse a la célula epitelial e induce el proceso de autofagia desde el espacio extracelular, probablemente a través o mediado por la acción de una exoproteína. El patógeno ingresa a la célula hospedadora contenido en una vacuola que rápidamente adquiere marcadores autofagosomales. Una población mayoritaria de las bacterias intracelulares se replica rápidamente y se mantiene estable hasta los 480 min p.i.
En este trabajo de tesis, se ha profundizado en el tráfico intracelular que realiza S. marcescens en la célula epitelial y los mecanismos moleculares que utiliza esta bacteria para proliferar en el hospedador. Los ensayos aquí desarrollados demuestran que S. marcescens es capaz de invadir y multiplicarse en distintas células epiteliales y fibroblastos, y de disparar el proceso autofágico en estos tipos celulares. Este patógeno dispara un proceso autofágico no canónico que incluye la participación de Atg5 pero no de PI3K. La actividad PI3K y posiblemente Atg5 serían requeridos en el proceso de internalización en la célula hospedadora. Además, se requiere un ambiente con bajo pH para la acción de uno o más factores bacterianos involucrados en el mecanismo de internalización o los procesos tempranos de la invasión de S. marcescens. Asimismo, se demostró que Serratia evita o retrasa la fusión de las SeCV con los lisosomas, manipulando el tráfico vesicular normal de la célula y evitando su degradación.
Adicionalmente, se demostró que la expresión de ShlA es responsable del fenotipo autofágico inducido por S. marcescens desde el espacio extracelular, pero no estaría involucrada en el reclutamiento de LC3 a la SeCV. Además, en una etapa más avanzada de la infección celular ShlA dañaría la membrana de la SeCV y está involucrada en la salida de las bacterias desde la célula eucariota y en la diseminación de S. marcescens al medio extracelular. Este mecanismo de salida no involucra un pasaje a través del citoplasma de la célula invadida y no provoca alteraciones en la integridad de dicha célula.
Los resultados expuestos aquí permitieron profundizar en el modelo de infección de S. marcescens en células no fagocíticas y concluir que este patógeno oportunista es capaz de modular el proceso de autofagia celular, encontrando en vesículas con características autofagosomales un nicho apropiado donde replicarse. Además, se identificó a la hemolisina ShlA como el factor responsable de la inducción del proceso de autofagia desde el espacio extracelular y como un factor necesario para mediar la salida de la bacteria de la célula hospedadora.
Por otro lado, los resultados obtenidos mediante los ensayos de infección en D. melanogaster, mostraron que éste constituye un excelente modelo de análisis en un organismo hospedador íntegro y permite el rápido y eficiente estudio de potenciales factores de virulencia de Serratia y su mecanismo de acción.
Descripción
Palabras clave
Serratia marcescens, Hemolisina, Autofagia