PARTICIPACION DEL LIPOPOLISACARIDO (LPS) EN LA INTERACCION INICIAL DE SALMONELLA TYPHI Y TYPHIMURIUM CON CELULAS EPITELIALES.
Autor DENISSE MARGARITA BRAVO RODRIGUEZ
Profesor guía INES CONTRERAS O.
Para optar al grado de DOCTOR EN BIOQUIMICA. Institución UNIVERSIDAD DE CHILE/FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS Y FARMACEUTICAS.
Lugar SANTIAGO, CHILE Año 2009
Páginas 81p.
Disciplina BIOQUIMICA. Colección TESIS
Ubicación TESIS/0818D
Resumen
SALMONELLA SPP. CAUSA EN EL HOMBRE DISTINTAS PATOLOGIAS QUE VAN DESDE GASTROENTERITIS A ENFERMEDADES SISTEMICAS, COMO LA FIEBRE TIFOIDEA. ESTAS PATOLOGIAS CONSTITUYEN UN SERIO PROBLEMA DE SALUD PUBLICA A NIVEL MUNDIAL, ESPECIALMENTE EN PAISES EN VIAS DE DESARROLLO. LA FIEBRE TIFOIDEA ES CAUSADA EXCLUSIVAMENTE POR S. TYPHI, MIENTRAS QUE LAS GASTROENTERITIS, SON CAUSADAS MAS FRECUENTEMENTE POR LOS SEROVARES TYPHIMURIUM Y ENTERITIDIS. S. TYPHIMURIUM CAUSA EN EL RATON UNA INFECCION SISTEMICA SIMILAR A LA FIEBRE TIFOIDEA, POR LO QUE SE USA COMO MODELO PARA ENTENDER LA PATOGENIA DE LA INFECCION POR S. TYPHI EN EL HOMBRE. UNA ETAPA CLAVE EN LA INFECCION POR SALMONELLA ES LA INVASION DEL EPITELIO INTESTINAL, PROCESO MEDIADO POR UN SISTEMA DE SECRECION TIPO III ( SSTT). LA ACTIVACION DE ESTE SISTEMA PERMITE LA TRANSLOCACION AL CITOSOL DE PROTEINAS BACTERIANAS QUE MODIFICAN VIAS DE TRANSDUCCION DE SEÑALES Y GENERAN CAMBIOS EN EL CITOESQUELETO QUE PERMITEN LA INTERNALIZACION DE LAS BACTERIAS. SE HA DESCRITO QUE LA ACTIVACION DE ESTE SISTEMA REQUIERE DE LA INTERACCION DIRECTA ENTRE LA BACTERIA Y LA CELULA HOSPEDERA, SIN EMBARGO, LA NATURALEZA DE ESTA INTERACCION NO HA SIDO ACLARADA COMPLETAMENTE. A PESAR DE ESTO, SE HA REPORTADO QUE LA ADHERENCIA A LA CELULA EPITELIAL PUEDE SER MEDIADA POR ESTRUCTURAS FIMBRIALES O NO FIMBRIALES, COMO EL LIPOPOLISACARIDO (LPS). EL LPS ES EL COMPONENTE PRINCIPAL DE LA MEMBRANA EXTERNA Y ESTA CONSTITUIDO POR TRES DOMINIOS ESTRUCTURALES: EL LIPIDO A, EL OLIGOSACARIDO CORE Y EL POLISACARIDO O O ANTIGENO O (AGO). EN UN TRABAJO PREVIO DE NUESTRO LABORATORIO DEMOSTRAMOS QUE EN S. TYPHI EL AGO NO ES IMPRESCINDIBLE PARA LA INTERACCION CON LAS CELULAS EPITELIALES, YA QUE MUTANTES RUGOSAS (CARENTES DE AGO) O CON ALTERACIONES EN EL LARGO DE ESTE POLISACARIDO INVADEN CELULAS HEP-2 TAN EFICIENTEMENTE COMO LA CEPA SILVESTRE. EN CAMBIO, LA REGION DEL CORE EXTERNOCOMPUESTA POR LOS AZUCARES GIC I-GAL I-GLC II ES INDISPENSABLE PARA LA INVASION. EN S. TYPHIMURIUM, EXISTEN DATOS CONTRADICTORIOS EN LA LITERATURA CON RESPECTO AL PAPEL QUE JUEGA EL AGO DEL LPS EN EL PROCESO INVASIVO. EN ESTE TRABAJO, SE ANALIZO LA ADHERENCIA E INVASION DE MUTANTES DEFINIDAS EN GENES DE LA BIOSINTESIS DEL AGO Y DEL CORE EXTERNO DEL LPS DE S. TYPHIMURIUM EN TRES LINEAS DE CELULAS EPITELIALES (HELA, IB3 Y BHK). LOS RESULTADOS MOSTRARON QUE UNA MUTANTE DEL CORE EXTERNO QUE CARECE DEL RESIDUO GAL I MOSTRO UN DEFECTO SIGNIFICATIVO EN LA INVASION, EL CUAL ES ATRIBUIBLE A UNA MENOR ADHERENCIA. POR LO TANTO, LOS AZUCARES GIC I - GAL I DEL CORE EXTERNO SERIAN FUNDAMENTALES PARA LA ADHERENCIA Y POSTERIOR INTERNALIZACION A CELULAS EPITELIALES IN VITRO. EN CAMBIO, EL AGO NO PARTICIPA EN EL PROCESO INVASIVO. ADEMAS SE COMPROBO QUE LA PRESENCIA DE UN LPS CON UN CORE INCOMPLETO Y CARENTE DE AGO NO AFECTA LA CAPACIDAD DE SOBREVIDA INTRACELULAR YA QUE MUTANTES RUGOSAS NO PRESENTARON UNA MAYOR INTERACCION CON MARCADORES DE LA RUTA DEGRADATIVA INTRACELULAR. LOS RESULTADOS OBTENIDOS INDICAN QUE EL CORE DEL LPS DE S. TYPHIMURIUM, AL IGUAL QUE EL DE S. TYPHI, PARTICIPA EN EL PROCESO DE INTERNALIZACION A CELULAS EPITELIALES, PERO SU PAPEL SERIA DIFERENTE. LOS RESIDUOS DEL CORE EXTERNO GIC I - GAL I, QUE PERMITEN LA INVASION DE S. TYPHIMURIUM, SON INSUFICIENTES PARA PERMITIR LA INVASION DE S. TYPHI. ADEMAS, LOS DEFECTOS EN INVASION EN S. TYPHIMURIUM SE DEBEN A UNA MENOR ADHERENCIA DE LA BACTERIA A LAS CELULAS EPITELIALES, MIENTRAS QUE EN S. TYPHI LAS MUTANTES HIPOINVASIVAS NO PRESENTAN PROBLEMAS EN LA ADHESION. EL DEFECTO EN LA ADHERENCIA DE LAS MUTANTES MAS RUGOSAS DE S. TYPHIMURIUM PODRIA ATRIBUIRSE A QUE LA AUSENCIA DEL RESIDUO GAL I PROVOCA UN DEFECTO EN LA MEMBRANA EXTERNA QUE IMPIDE EL CORRECTO ENSAMBLAJE DE UNAño MAS FIMBRIAS QUE PUEDAN ACTUAR COMO ADHESINAS. EN CAMBIO, EN S. TYPHI SE HA PROPUESTO QUE EL CORE ACTUARIA COMO UN POSIBLE LIGANDO. ESTAS DIFERENCIAS OCURREN AUN CUANDO NUESTROS RESULTADOS SUGIEREN FUERTEMENTE QUE LA ESTRUCTURA DEL CORE DE AMBOS SEROVARES ES IDENTICA Y QUE LAS DIFERENCIAS OBSERVADAS EN LA ADHERENCIA E INVASION DE ESTOS DOS SEROVARES NO SE DEBEN A DIFERENCIAS EN LA COMPOSICION DE AZUCARES DE ESTA REGION DEL LPS. TRABAJOS PREVIOS HAN SUGERIDO QUE LA INVASION DE S. TYPHI Y S .TYPHIMURIUM INVOLUCRA MECANISMOS DIFERENTES, YA QUE LA INVASION DE AMBOS SEROVARES OCURRE A TRAVES DEL RECONOCIMIENTO DE DISTINTAS ESTRUCTURAS FIMBRIALES. S. TYPHI COMPARTE CON S. TYPHIMURIUM ALGUNOS OPERACIONES QUE CODIFICAN FIMBRIAS QUE CONOCERIAN RECEPTORES EN LA CELULA EPITELIAL, PERO POSEE ADEMAS UN REPERTORIO UNICO DE FIMBRIAS. ENTRE ESTOS OPERONES SE ENCUENTRA EL OPERON PIL, QUE CONTIENE LOS GENES QUE CODIFICAN PARA UN POLI TIPO IV, QUE ESTA AUSENTE EN S. TYPHIMURIUM. SE HA PROPUESTO QUE LA INVASION DE S. TYPHI OCURRE A TRAVES DEL RECONOCIMIENTO DEL PILI TIPO IV POR EL CANAL DE CONDUCTANCIA DE CLORURO DE FIBROSIS QUISTICA (CFTR) PRESENTE EN LA MEMBRANA PLASMATICA DE LAS CELULAS HOSPEDERAS. EN ESTE TRABAJO, DEMOSTRAMOS QUE UNA MUTANTE CARENTE DE PILI TIPO IV NO TIENE DEFECTOS EN ADHERENCIA A CELULAS EPITELIALES, PERO SU CAPACIDAD DE INVASION DISMINUYE EN UN 50 POR CIENTO EN RELACION A LA CEPA SILVESTRE. SIN EMBARGO, SE OBTUVIERON LOS MISMOS NIVELES DE INVASION EN CELULAS QUE EXPRESAN CFTR SILVESTRE O CON LA MUTACION F508. ESTOS RESULTADOS SUGIEREN QUE LA PARTICIPACION DEL PILI TIPO IV EN EL PROCESO INVASIVO OCURRE EN ETAPAS POSTERIORES A LA ADHESION Y QUE SERIA INDEPENDIENTE DE CFTR.