Estudio de los sistemas de transporte de potasio y su contribución en la respuesta a diferentes condiciones de estrés en Enterococcus faecalis

Entre los miembros del género Enterococcus se encuentran los microorganismos más controversiales de las bacterias ácido lácticas (BAL), y comprenden tanto bacterias de interés industrial, como comensales y patógenos. Un rasgo distintivo de los enterococos es la capacidad de persistir y prosperar en ambientes hostiles, lo que les permite una amplia dispersión en el ambiente. Dentro del género, Enterococcus faecalis, un habitante natural del tracto gastrointestinal, apareció en las últimas décadas como un patógeno intrahospitalario multirresistente. A pesar de su perfil controversial, E. faecalis forma parte de productos alimenticios. La capacidad de las bacterias de adaptarse a los ambientes fluctuantes, requiere del movimiento rápido de tres iones: protones, sodio y potasio. En los últimos años, se han caracterizado varios sistemas de transporte de potasio (K+) en microorganismos patógenos y no patógenos. Sin embargo, el conocimiento de la homeostasis de este catión es limitado en BAL y, particularmente, en Enterococcus. El desarrollo del presente trabajo de tesis permitió profundizar en el conocimiento de la función biológica del transporte de potasio en E. faecalis. Los estudios bioinformáticos realizados permitieron identificar cinco sistemas de captación de K+ en E. faecalis: Kdp, Kup, KimA y dos miembros del sistema Ktr. Además, los estudios de distribución de estos sistemas en E. faecalis mostraron que, mientras Ktr, Kup y KimA están presentes en la mayoría de las cepas analizadas, Kdp está presente en 21% de estas cepas, asociado con aislamientos clínicos. Estudios de expresión heteróloga y análisis del fenotipo de mutantes deficientes en el transporte de K+, indicaron que los sistemas Kup, KimA y Ktr de la cepa E. faecalis JH2-2 son funcionales y mostraron que, el sistema Ktr desempeña un papel importante en la adaptación al estrés hiperosmótico y al pH alcalino, y que Kup funciona de forma secundaria a Ktr. Además, estos estudios permitieron evidenciar que el transportador KimA es operativo a altas concentraciones de potasio. Los estudios transcripcionales de los genes que codifican para Kup y KimA de E. faecalis, reconocidos recientemente como miembros de la misma familia de transportadores de potasio KUP, mostraron, mediante fusiones a genes reporteros y cuantificación de transcriptos, una inducción de ambos genes a pH ácido. Sin embargo, se comprobó que la presencia de la secuencia de inserción IS6770 en la región promotora del gen kup en la cepa JH2-2, alteró su expresión a bajo pH. Asimismo, se observó una inducción de los genes kimA y kup frente a condiciones de estrés por bajo potasio y alta concentración de sales, cuando se evaluó su expresión en condiciones alcalinas. Por otro lado, en el ámbito de la señalización celular, se observó una regulación negativa de la actividad de Kup de E. faecalis por parte del segundo mensajero c-di-AMP, mientras que no se observó efecto sobre KimA. En cuanto a la distribución de los genes codificantes para Kup y KimA, estudios iniciales mostraron que la presencia de ambos transportadores no es exclusiva de E. faecalis, sino que se encuentran en otras bacterias de interés industrial y clínico