Análisis de un regulador específico de Salmonella involucrado en motilidad y formación de biopelículas

Abstract

Las infecciones causadas por Salmonella enterica constituyen un problema importante en salud pública a nivel mundial. Esencial para su interacción con el hospedador y supersistencia ambiental es su capacidad de formar biopelículas, comunidades bacterianas inmersas en una matriz extracelular que ellas mismas producen y que les permite adherirse entre sí y a superficies bióticas y abióticas. En Salmonella, la transición al estilo de vida en comunidad es controlada por el regulador maestro CsgD que activa la síntesis de los componentes mayoritarios de la matriz extracelular: la fimbria agregativa tipo curli y el exopolis acárido celulosa. A su vez, la expresión de csgD está regulada por un repertorio de factores transcripcionales que integran diversas señales ambientales y que por tanto influyen en la toma de la decisión hacia el estilo de vida en comunidad. El objetivo principal de esta Tesis fue el de caracterizar funcionalmente a STM1390 y STM1266, factores de transcripción de la familia MerR y homólogos al principal activador de la expresión de csgD en S. enterica y Escherichia coli, MlrA. En la primera parte de este trabajo describimos a STM1390, regulador que presenta una elevada identidad con MlrA, especialmente en los residuos responsables del reconocimiento del operador en el ADN. Determinamos mediante ensayos fenotípicos y de expresión transcripcional que regula la formación de biopelículas mediante la activación del regulón Csg. Más aún, a partir de ensayos de interacción in vivo e in vitro, demostramos que se une en forma directa al promotor de csgD en el mismo operador descripto para MlrA, regulando su transcripción. Postulamos un mecanismo adicional por el cual STM1390 y MlrA regulan la formación de biopelículas, que involucra la represión de STM1389, gen que codifica para una proteína de función desconocida pero que comprobamos inhibe la formación de biopelículas. Finalmente, encontramos que la expresión y actividad como modulador de la formación de biopelículas de STM1390 se estimulan en las condiciones que inducen al resto de los genes de la isla de patogenicidad 2, donde se localiza el gen que codifica para este regulador. Esto nos permite proponer que STM1390 actúa como vínculo entre el control de la vida en comunidad y el estadio intracelular del patógeno. En la segunda parte de esta Tesis continuamos con la caracterización del regulador específico de S. enterica, STM1266. Ensayos de expresión de matriz extracelular, control de la motilidad y formación de biopelículas nos permitieron establecer que se trata de un regulador esencial para la transición hacia el estilo de vida sésil, en comunidad. Establecimos que, si bien STM1266 es requerido para la transcripción de csgD por un mecanismo que depende de la activación de MlrA, es capaz de estimular la formación de la biopelícula por mecanismos adicionales. Finalmente, determinamos que el rol de STM1266 en el control hacia la vida en comunidad se acentúa a bajas temperaturas(16°C). Estas observaciones sugieren que este regulador es capaz de percibir y dirigir la adaptación a ambientes extra-hospedador, característica esencial para el ciclo de vida y persistencia ambiental de este patógeno.