Papel de EF-Tu en la interacción de pseudomonas aeruginosa con los queratinocitos humanos

Resumen

Introducción: Pseudomonas aeruginosa es un patógeno oportunista que causa una gran variedad de infecciones, entre las que destacan las infecciones respiratorias agudas y crónicas y las infecciones de heridas por quemaduras. En un trabajo previo, usamos anticuerpos específicos para detectar la presencia del epítopo de fosforilcolina en la superficie bacteriana asociado al factor de elongación Tu (EF-Tu). Identificamos que el gen eftM (Elongation Factor Tu Modifying enzime) es el responsable de la incorporación de fosforilcolina a EF-Tu. Además demostramos que este epítopo es crucial para la colonización inicial del tracto respiratorio por P. aeruginosa y el desarrollo de neumonía. En esta tesis hemos investigado la contribución de la fosforilcolina en la interacción de P. aeruginosa con los queratinocitos epidérmicos humanos y en las infecciones de heridas por quemadura causadas por este patógeno. Contenido de la investigación: La proteína EF-Tu recombinante purificada de un aislado clínico y de un mutante isogénico desprovisto del gen eftM funcional fue analizada por espectrometría de masas. El análisis comparativo demostró que el producto de eftM es una metiltransferasa (EftM) que incorpora tres grupos metilo al residuo 5 de lisina de EF-Tu dando lugar a un epítopo estructuralmente igual a la fosforilcolina. Mediante la combinación de técnicas de fraccionamiento celular, microscopía electrónica e inmunología, demostramos que EftM trimetila EF-Tu en el citoplasma, el cual es posteriormente transportado a la membrana externa, dejando el residuo 5 trimetilado expuesto hacia el exterior. Los ensayos de invasión y transmigración con cultivos de queratinocitos humanos polarizados infectados con la cepa parental o el mutante en eftM demostraron que la trimetilación de EF-Tu media la migración de P. aeruginosa a través de la barrera epitelial. Esto es debido a que la cepa parental es capaz de alterar, de forma más eficiente que el mutante, la permeabilidad de la barrera epitelial mediante la reducción de la expresión de ZO-1, una proteína clave para la integridad del epitelio. Los ensayos con un antagonista del receptor del factor activador de plaquetas (PAFR) demostraron que este receptor media la interacción de P. aeruginosa con los queratinocitos a través de EF-Tu trimetilado. Sin embargo, la reducción de ZO-1 no es debida directamente a la interacción EF-Tu-PAFR, sino que está inducida por la activación, por parte de P. aeruginosa, del factor de transcripción celular NF-κB. Finalmente, los experimentos en un modelo murino de infección por quemadura demostraron que la mutación de eftM reduce notablemente la virulencia y la capacidad de diseminación de P. aeruginosa. Conclusiones: Se ha identificado el gen eftM, que codifica una nueva metiltransferasa que incorpora tres grupos metilo al residuo 5 de lisina de EF-Tu. EftM está muy conservado y ampliamente distribuido entre especies y es necesario y suficiente para metilar EF-Tu en P. aeruginosa o en otros sistemas heterólogos. EF-Tu está en la membrana externa exponiendo la región N-terminal trimetilada hacia el exterior. Dicha trimetilación facilita la invasión y transmigración bacteriana a través de queratinocitos humanos mediante la interacción con PAFR. P. aeruginosa reduce los niveles de proteína ZO-1 incrementando la permeabilidad paracelular de la barrera epitelial, proceso mediado por la activación de NF-κB. La carencia de EftM reduce la virulencia de P. aeruginosa en un modelo murino de infección de quemadura. La nueva metiltransferasa podría ser una nueva diana para el diseño de fármacos contra P. aeruginosa.