Estudios de los mecanismos de patogenicidad de bacterias con diferentes estilos de vida
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Fecha
2019-03-28
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Editor
Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas.
Resumen
Acinetobacter baumannii (A. baumannii) y ‘Candidatus Phytoplasma’ asteris (Fitoplasma) son dos patógenos con diferentes estilos de vida.
Por un lado, A. baumannii es un patógeno nosocomial oportunista capaz de generar infecciones en pacientes inmunodeprimidos y gravemente heridos, y está asociado a infecciones de alta mortalidad. Las cepas aisladas de infecciones son generalmente resistentes a múltiples antibióticos y capaces de persistir en condiciones de hambreado severo y desecación. Se postula que dos de los mecanismos que esta bacteria utiliza como estrategia para la subsistencia son la motilidad y la capacidad de adherirse y formar biofilms sobre superficies bióticas y abióticas.
En el presente trabajo de tesis se estudió la capacidad de regulación de diversos aspectos fisiológicos y moleculares de A. baumannii en función de la luz y la temperatura, utilizando técnicas biofísicas, de biología molecular y microbiología.
Los resultados obtenidos indican que se detecta una temperatura crítica por debajo de la cual el fotorreceptor es funcional, por lo que habría dos niveles de control: la expresión del gen blsA y la fotoquímica de BlsA en función de la luz y la temperatura. Además, se muestra que estos procesos son reversibles.
También se muestran resultados que indican que A. nosocomialis y A. sp. A47 son capaces de regular la motilidad en función de la luz y esto tiene una dependencia de la temperatura diferente a A. baumannii, pudiendo modular la motilidad en función de la luz incluso a temperaturas compatibles con hospedadores de sangre caliente. Esta capacidad de modular la motilidad a temperaturas moderadamente altas podría deberse a una dotación desigual de genes homólogos a blsA, cuyos productos génicos podrían tener estructuras que les permitan funcionar en otros rangos de temperaturas.
Mostramos que el mensajero secundario diguanilato cíclico (c-di-GMP) estaría involucrado en la transducción de la señal lumínica y que A. baumannii cuenta con 11 genes putativos que codificarían por diguanilato ciclasas (DGCs) y Fosfodiesterasas (PDEs), enzimas responsables de su síntesis y degradación.
Otro factor que participaría en la transducción de la luz es el producto del gen bof, el cual presenta un dominio de unión a oligonucleótido/oligosacárido. Este, actuaría como un regulador transcripcional de los genes involucrados en la formación de biofilms y su función dependería de BlsA. Por el contrario, el efecto del producto del gen bof en la motilidad sería a través de una molécula fotosensible distinta a BlsA y a temperaturas de 24° C y 37° C.
Finalmente, mostramos que la modulación por luz observada para la susceptibilidad a antibióticos en cepas clínicas de A. baumannii se correlaciona con la modulación de los niveles de expresión de genes que codifican por componentes de dos bombas de eflujo capaces de expulsar tigeciclina (TIG), como AdeABC y AdeIJK. Esta modulación no dependería de BlsA y cursaría por medio de la generación de 1O2.
Por su parte, Fitoplasma es un patógeno de plantas que produce efectos devastadores en más de 700 cultivos de alto y bajo interés agronómico, incluyendo varios destinados a la alimentación. Es un microorganismo endosimbionte obligado que se transmite a través de insectos del orden Hemiptera, por lo que son capaces de vivir en asociación con dos hospedadores diferentes. Cuando un insecto portador de fitoplasma se alimenta de la planta inyectando su estilete, deposita a la bacteria en ese compartimiento, donde se desarrolla y disemina. Fitoplasma tiene un genoma muy reducido y carece de muchos genes que codifican por componentes de vías catabólicas, por lo que se cree que la utilización del malato, abundante en el floema, puede ser la clave para la obtención de energía y poder reductor a través de la vía del malato.
Utilizando técnicas bioquímicas y de biología molecular, en el presente trabajo de tesis se estudió la cinética de la enzima málica (EM) para comprobar su posible participación en la vía del malato y la regulación de su actividad por diversos metabolitos de dicha vía. Además, se evaluó la estructura cuaternaria y la importancia del residuo de Tirosina de la posición 36 que forma parte del sitio activo. También se evaluó la capacidad de la enzima PduL de participar en la vía del malato y la regulación de su actividad por diversos metabolitos de la vía.
Los resultados indicaron que tanto la EM como la PduL tienen la capacidad de participar en la vía del malato para la obtención de energía y poder reductor, que sus actividades están reguladas concertadamente por unos pocos metabolitos (Glutamina, Glutamato y acetil-fosfato) y especialmente por el nivel energético de la célula representado por la relación ATP/ADP. También se vio que el residuo Tyr36 es fundamental para la
actividad catalítica de la EM, pero no para la formación y mantenimiento de la estructura dimérica, la cual es especialmente interesante ya que este residuo en un sitio activo es aportado por un brazo proveniente del otro monómero.
En el presente trabajo de tesis se ha logrado ampliar el conocimiento de diversos aspectos de estos dos patógenos con diferentes estilos de vida. A partir de la información generada en este trabajo se pueden proponer diferentes blancos de acción para combatirlos de manera de controlarlos y evitar así las infecciones que pueden producir.
Descripción
Palabras clave
Acinetobacter baumannii, Fitoplasma, Luz, Temperatura, Malato