Reguladores transcripcionales tipo MlrA de Salmonella implicados en la formación de biopelículas y en virulencia

Abstract

Salmonella Typhimurium es un patógeno relevante para la salud pública debido a su capacidad de causar infecciones intestinales y sistémicas, así como a su habilidad para persistir en el ambiente mediante la formación de biopelículas (Hall-Stoodley et al., 2004; Scherer & Miller, 2001; Waldner et al., 2012) . Estas estructuras multicelulares están compuestas principalmente de curli y celulosa, componentes clave de la matriz extracelular cuya síntesis está regulada por CsgD, un activador transcripcional maestro (Gerstel & Römling, 2003; Römling et al., 2000). Aunque el principal regulador de CsgD es MlrA (P. K. Brown et al., 2001), en este trabajo se investigó a STM1266, un miembro de la familia MerR específico de Salmonella (McClelland et al., 2001), para dilucidar su rol en la formación de biopelículas y la respuesta adaptativa a diferentes condiciones ambientales. En el primer capítulo, se caracterizó estructural y funcionalmente a STM1266, demostrando que este regulador es inducido en condiciones de bajas temperaturas y limitación de nutrientes. Mediante análisis estructurales, se identificaron similitudes con MlrA en su dominio N-terminal, mientras que la región C-terminal presenta divergencias que podrían explicar su especialización funcional. Ensayos fenotípicos revelaron que STM1266 modula la formación de biopelículas promoviendo la producción de curli y celulosa en condiciones óptimas, favoreciendo además la transición hacia un estilo de vida sésil mediante la supresión de la motilidad tipo swimming. Adicionalmente, los resultados destacaron la dependencia parcial de STM1266 de MlrA y CsgD, aunque también se observaron efectos independientes, lo que sugiere la existencia de rutas reguladoras alternativas. En paralelo se logró la expresión y purificación de la región Cterminal de STM1266 para la generación de anticuerpos específicos, los cuales permitieron evaluar su expresión y función en distintas condiciones. En el segundo capítulo, se exploraron los genes regulados por STM1266 mediante mutagénesis al azar y análisis transcriptómicos. Utilizando una mutagénesis con el transposón MudJ observamos que STM1266 regula la expresión de bapA (Latasa et al., 2005b), y lo hace de manera independiente de CsgD, lo que resalta su versatilidad como regulador. Mediante RNA-Seq se identificaron 151 genes activados y 46 reprimidos, incluyendo aquellos relacionados con la producción de matriz extracelular (csgA, csgB), metabolismo de purinas y pirimidinas, y respuesta al estrés. Además, se identificó que STM1266 puede modular la producción de curli tanto de forma dependiente como independiente de CsgD, expandiendo su impacto en la formación de biopelículas bajo diferentes condiciones ambientales. Estos resultados posicionan a STM1266 como un regulador clave en la reprogramación del estilo de vida de Salmonella Typhimurium, integrando señales ambientales para conectar la formación de biopelículas con procesos adaptativos y metabólicos esenciales, proporcionando nuevos conocimientos sobre la regulación transcripcional en Salmonella, destacando el papel de STM1266 en la adhesión bacteriana, la adaptación metabólica y la persistencia en entornos desafiantes, sentando las bases para futuras investigaciones y estrategias de control antimicrobiano.