Historia evolutiva de HBHA como factor de virulencia en Mycobacterium Tuberculosis

Abstract

Introducción y Objetivos: HBHA es una hemaglutinina de superficie que se une a heparina y media la adherencia de Mycobacterium tuberculosis a células epiteliales y macrófagos facilitando la diseminación extrapulmonar. Además de encontrarse en este patógeno de relevancia mundial, HBHA se ha detectado en otras especies tanto saprófitas como patógenas del género Mycobacterium. El gen ortólogo a hbha en Rhodococcus se denomina tadA y codifica para una proteína estructural de las inclusiones lipídicas en este género paradigma de la oleagenicidad. Si bien se diferencian a nivel de localización y función, el contexto génico es similar; y tanto hbha como tadA están flanqueados por un regulador transcripcional (TR) y una proteína de membrana (MP). El grado de sintenia conservado entre ambas actinobacterias pone en evidencia un origen evolutivo común para TadA y HBHA. El objetivo de este trabajo fue presentar un escenario evolutivo que explique cómo HBHA fue cooptado como factor de virulencia fundamental para Mycobacterium tuberculosis. Materiales y Métodos: Para estudiar en profundidad el cluster génico TR-HBHA-MP en actinobacterias y en particular entre especies de Mycobacterium, se analizaron los genomas bacterianos de cada especie mediante el uso de herramientas bioinformáticas (BLAST, SoftBerry). Para determinar si HBHA conservó a lo largo de su evolución su capacidad de unirse a inclusiones lipídicas, se estudió su localización mediante la expresión heteróloga de la fusión HBHAM t BGFP en Rhodococcus opacus PD630 y su análisis por microscopía confocal. Resultados: El estudio bioinformático comparativo permitió detectar variabilidad en la longitud de la región intergénica entre TR y HBHA en diferentes especies del género Mycobacterium. Esta región es más larga en micobacterias patógenas, salvo M. abscessus que divergió tempranamente en la evolución del género, mientras que tiene menor longitud en mycobacterias saprófitas y en Rhodococcus, donde estos dos genes contiguos se solapan. Además de la mayor extensión de la región intergénica, se detectaron diferentes regiones promotoras río arriba de HBHA que controlan su expresión. Las mismas solo se encontraron en patógenos tales como Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium canettii y Mycobacterium bovis. La expresión heteróloga de HBHA en Rhodococcus opacus PD630 permitió demostrar que HBHA colocaliza con las inclusiones lipídicas al analizar las células teñidas con Rojo Nilo que expresaban la fusión HBHAM t BGFP por microscopía confocal. Este resultado se observó tanto en condiciones que estimulan el crecimiento como en aquellas que promueven la acumulación de lípidos neutros. Conclusiones: El conjunto de resultados obtenidos sugiere que, si bien HBHA fue cooptada para desarrollar una función que favorezca el proceso infectivo en algunas micobacterias patógenas, no habría perdido su capacidad ancestral de unirse a inclusiones lipídicas. Por último, se propone que la regulación diferencial de HBHA, así como variaciones en su secuencia aminoacídica explicarían las diferencias funcionales y espaciotemporales de este factor de virulencia.