Caracterización de sistemas de resistencia a mercurio de un plásmido de multi-resistencia de Salmonella Typhimuriums

El mercurio (Hg) es un metal tóxico que afecta gravemente la salud humana y la diversidad de la biota. Las bacterias han desarrollado mecanismos para detectar y resistir este contaminante, ya sea en su forma ionizada (Hg²⁺) o cuando está unido covalentemente a compuestos orgánicos (organomercuriales). La desintoxicación requiere la entrada de estas especies tóxicas al citoplasma a través de transportadores y, si es necesario, la liberación de Hg²⁺ mediante la acción de una liasa de organomercuriales. Luego, el Hg²⁺ es reducido a Hg⁰, que es menos dañino, se volatiliza y permite su eliminación. Los determinantes de resistencia generalmente están codificados en un único operón asociado con la proteína sensora/reguladora MerR, que detecta el ion en el citoplasma y activa su transcripción. Estos loci suelen estar codificados en plásmidos que contienen, además, múltiples determinantes de resistencia a otros metales (o metaloides) y antibióticos, así como elementos genéticos móviles. Dado el problema de la diseminación y la co-selección de resistencia a los antimicrobianos, se planteó la caracterización de uno de estos plásmidos presente en diferentes aislados clínicos de Salmonella Typhimurium. Este plásmido contiene no uno, sino dos loci de resistencia a Hg, mer1 y mer2, y las cepas que los portan son al menos 16 veces más resistentes a Hg²⁺ que la cepa silvestre. Para evaluar la contribución de cada locus a la tolerancia al Hg, mer1 y mer2 fueron clonados en plásmidos compatibles e introducidos en cepas de Escherichia coli y en Salmonella Typhimurium. La presencia de mer1 o mer2 aumentó la resistencia al HgCl₂, aunque mer1 fue el principal contribuyente. Solo mer2, que codifica la liasa organomercurial MerB, proporcionó resistencia a la forma orgánica de este contaminante. Llamativamente, en las condiciones ensayadas no se logró evidenciar un efecto aditivo de estos loci sobre la tolerancia a compuestos del mercurio, observando en todos los casos niveles de resistencia similares a los de la cepa que porta el loci dominante y niveles de resistencia significativamente menores a los observados para el aislamiento clínico 33676. A la luz de estos resultados, se investigó la posibilidad de co-regulación entre estos loci. Para ello, se clonó en diferentes plásmidos las proteínas reguladoras MerR, MerR1 y MerR2, y la región promotora de cada operón (PmerT1 y PmerT2) aguas arriba del gen reportero lacZ. Usando ensayos de actividad β-galactosidasa, se analizó la capacidad de cada proteína reguladora para modular la expresión de su operón asociado y del operón asociado al otro regulador. Los resultados obtenidos indican que tanto MerR1 como MerR2 controlan eficientemente la transcripción de ambos operones en respuesta a Hg2+, aunque se observó una mayor capacidad de activación para su operón asociado. En ausencia del inductor, ambos factores regulatorios fueron igualmente eficientes para reprimir la transcripción de estos promotores. Se observaron también diferencias en la expresión basal de los promotores ensayados. Estos hallazgos contribuyen a la caracterización de determinantes de resistencia a mercurio de amplio espectro presentes en plásmidos de multi-resistencia de bacterias patógenas. Por esto, tienen implicancia para la salud y la biotecnología, ya que estos loci de resistencia podrían servir de base para el desarrollo futuro de herramientas para el cuidado ambiental.