Reguladores transcripcionales específicos de Salmonella involucrados en formación de biopelículas y en virulencia

Salmonella enterica es el agente causal de enfermedades como la gastroenteritis y la fiebre entérica, constituyendo un problema grave para la salud pública a nivel mundial. Un aspecto esencial en el ciclo de vida de Salmonella que contribuye a su interacción con el hospedador y su persistencia en...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor principal: Echarren, María Laura
Otros Autores: Soncini, Fernando C.
Formato: doctoralThesis Tésis de Doctorado acceptedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: 2023
Materias:
Salmonella
Biopelículas
Factores de transcripción
Replicación en macrófagos
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/2133/25709
http://hdl.handle.net/2133/25709
Aporte de:
Repositorio Hipermedial de la Universidad Nacional de Rosario (UNR) de Universidad Nacional de Rosario
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description Salmonella enterica es el agente causal de enfermedades como la gastroenteritis y la fiebre entérica, constituyendo un problema grave para la salud pública a nivel mundial. Un aspecto esencial en el ciclo de vida de Salmonella que contribuye a su interacción con el hospedador y su persistencia en el ambiente es su capacidad de formar biopelículas. Las biopelículas son comunidades de bacterias inmersas en una matriz extracelular autoproducida que les permite adherirse entre sí y a diversas superficies bióticas y abióticas. En Salmonella, la matriz extracelular está compuesta principalmente de una fimbria agregativa de tipo curli y del expopolisacárido celulosa. La síntesis de estos componentes y la transición al estilo de vida comunitario están controladas principalmente a nivel transcripcional por el regulador maestro, CsgD. A su vez, la expresión de este activador transcripcional está controlada por varios factores de transcripción que integran diferentes señales ambientales. El principal activador de la expresión de csgD en S. enterica y Escherichia coli es MlrA, un factor de transcripción de la familia MerR. El objetivo principal de esta Tesis fue el de caracterizar a nivel funcional al regulador transcripcional de tipo MerR específico de Salmonella enterica, MlrB, homólogo MlrA, con especial énfasis en dilucidar su rol en la formación de biopelículas y en la adaptación a un estilo de vida intracelular. En el primer capítulo, describimos a MlrB, un regulador ubicado en la Isla de Patogenicidad 2 de Salmonella (SPI-2) que codifica para diversos factores de virulencia necesarios para la supervivencia intracelular de este patógeno. A su vez, MlrB presenta un 70 % de identidad con MlrA, principalmente en la región involucrada en el reconocimiento al ADN. Mediante ensayos fenotípicos y de regulación transcripcional, determinamos que, en las condiciones reportadas como óptimas para la formación de biopelículas, MlrA ejerce un papel predominante en la en la inducción de la expresión de CsgD y en la síntesis de componentes de matriz extracelular y formación de biopelículas, mientras que MlrB no afecta este proceso. Los resultados del primer capítulo pusieron en evidencia la posibilidad de que MlrA y MlrB reconozcan señales inductoras distintas y modulen la formación de biopelículas en condiciones ambientales diferentes, debido a que estas proteínas presentan una menor identidad en el dominio C-terminal responsable de la unión al inductor en los miembros de la familia MerR. En la segunda parte de este trabajo, dilucidamos que MlrB incrementa su expresión en las condiciones que inducen a los genes que codifican para el Sistema de Secreción tipo III (SST3) ubicados en la SPI-2 de Salmonella, mientras que MlrA sigue el patrón opuesto. Mediante ensayos de actividad transcripcional, demostramos que la activación de MlrB no depende del regulador maestro de los genes del SST3, SsrB. Tampoco evidenciamos que MlrB actúe corriente arriba de SsrB, modulando su expresión. Por otro lado, comprobamos que la expresión de MlrB requiere de la activación de PhoP y PmrA, dos reguladores respuesta de sistemas reguladores clave para la supervivencia intracelular y para el control de las modificaciones en el lipopolisacárido, respectivamente. A su vez la expresión de MlrB depende de H-NS, un represor de genes adquiridos por transferencia horizontal. Los resultados en el segundo capítulo permitieron hipotetizar que MlrB es requerido para la detección de ciertos estímulos encontrados en el estadio intracelular de Salmonella durante el proceso infeccioso. En la última parte de este trabajo, demostramos que MlrB también incrementa su expresión durante el estadio intracelular en macrófagos RAW 264.7 y que es requerido durante la proliferación intracelular de Salmonella. Mediante análisis in silico y pruebas de expresión, identificamos un gen codificado en la SPI-2 de Salmonella, orf319, que se encuentra bajo la regulación transcripcional de MlrB y MlrA. Sin embargo, Orf319, no actúa como un intermediario de MlrB en la proliferación intracelular de Salmonella en macrófagos. Por otro lado, demostramos que MlrB reprime a csgD dentro de macrófagos. El rol intracelular de MlrB podría atribuirse a una disminución de la expresión de celulosa sintasa y producción de celulosa, que actúa como factor de anti-virulencia en este entorno. En conjunto, nuestros hallazgos proporcionan un nuevo vínculo entre la formación de biopelículas y la virulencia de Salmonella.
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La síntesis de estos componentes y la transición al estilo de vida comunitario están controladas principalmente a nivel transcripcional por el regulador maestro, CsgD. A su vez, la expresión de este activador transcripcional está controlada por varios factores de transcripción que integran diferentes señales ambientales. El principal activador de la expresión de csgD en S. enterica y Escherichia coli es MlrA, un factor de transcripción de la familia MerR. El objetivo principal de esta Tesis fue el de caracterizar a nivel funcional al regulador transcripcional de tipo MerR específico de Salmonella enterica, MlrB, homólogo MlrA, con especial énfasis en dilucidar su rol en la formación de biopelículas y en la adaptación a un estilo de vida intracelular. En el primer capítulo, describimos a MlrB, un regulador ubicado en la Isla de Patogenicidad 2 de Salmonella (SPI-2) que codifica para diversos factores de virulencia necesarios para la supervivencia intracelular de este patógeno. A su vez, MlrB presenta un 70 % de identidad con MlrA, principalmente en la región involucrada en el reconocimiento al ADN. Mediante ensayos fenotípicos y de regulación transcripcional, determinamos que, en las condiciones reportadas como óptimas para la formación de biopelículas, MlrA ejerce un papel predominante en la en la inducción de la expresión de CsgD y en la síntesis de componentes de matriz extracelular y formación de biopelículas, mientras que MlrB no afecta este proceso. Los resultados del primer capítulo pusieron en evidencia la posibilidad de que MlrA y MlrB reconozcan señales inductoras distintas y modulen la formación de biopelículas en condiciones ambientales diferentes, debido a que estas proteínas presentan una menor identidad en el dominio C-terminal responsable de la unión al inductor en los miembros de la familia MerR. En la segunda parte de este trabajo, dilucidamos que MlrB incrementa su expresión en las condiciones que inducen a los genes que codifican para el Sistema de Secreción tipo III (SST3) ubicados en la SPI-2 de Salmonella, mientras que MlrA sigue el patrón opuesto. Mediante ensayos de actividad transcripcional, demostramos que la activación de MlrB no depende del regulador maestro de los genes del SST3, SsrB. Tampoco evidenciamos que MlrB actúe corriente arriba de SsrB, modulando su expresión. Por otro lado, comprobamos que la expresión de MlrB requiere de la activación de PhoP y PmrA, dos reguladores respuesta de sistemas reguladores clave para la supervivencia intracelular y para el control de las modificaciones en el lipopolisacárido, respectivamente. A su vez la expresión de MlrB depende de H-NS, un represor de genes adquiridos por transferencia horizontal. Los resultados en el segundo capítulo permitieron hipotetizar que MlrB es requerido para la detección de ciertos estímulos encontrados en el estadio intracelular de Salmonella durante el proceso infeccioso. En la última parte de este trabajo, demostramos que MlrB también incrementa su expresión durante el estadio intracelular en macrófagos RAW 264.7 y que es requerido durante la proliferación intracelular de Salmonella. Mediante análisis in silico y pruebas de expresión, identificamos un gen codificado en la SPI-2 de Salmonella, orf319, que se encuentra bajo la regulación transcripcional de MlrB y MlrA. Sin embargo, Orf319, no actúa como un intermediario de MlrB en la proliferación intracelular de Salmonella en macrófagos. Por otro lado, demostramos que MlrB reprime a csgD dentro de macrófagos. El rol intracelular de MlrB podría atribuirse a una disminución de la expresión de celulosa sintasa y producción de celulosa, que actúa como factor de anti-virulencia en este entorno. En conjunto, nuestros hallazgos proporcionan un nuevo vínculo entre la formación de biopelículas y la virulencia de Salmonella. Fil: Echarren, María Laura. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; Argentina. 2023-05-18T16:49:31Z 2023-05-18T16:49:31Z 2022 2023-05-18T16:49:31Z 2023-05-18T16:49:31Z 2022 doctoralThesis Tésis de Doctorado acceptedVersion http://hdl.handle.net/2133/25709 http://hdl.handle.net/2133/25709 spa http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/ Echarren, María Laura Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Argentina (CC BY-NC-ND 2.5 AR) embargoedAccess application/pdf

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