Sobrevida intracelular de Bordetella pertussis. Modulación de la respuesta del hospedador.

VALDEZ, HUGO; OVIEDO, JUAN MARCOS; RODRÍGUEZ, MARÍA EUGENIA

Buenos Aires

Taller; Primer taller de evasión inmune; 2014

Estudios recientes han informado sobre algunos patógenos intracelulares que tendrían la capacidad de manipular la respuesta transcripcional del hospedador para lograr su supervivencia en este entorno hostil, pero poco se sabe acerca de los efectores de esta manipulación. Resultados recientes de nuestro laboratorio demostraron que Bordetella pertussis (Bp) sobrevive y duplica en el interior de macrófagos en compartimentos con características de endosomas tempranos. Nuestra hipótesis de trabajo es que Bp, al igual que otros patógenos, manipula la expresión de genes claves de defensa del hospedador involucrados en la respuesta inmune inata del macrófago tornándolo en un ambiente permisivo para su desarrollo. Bp tiene muchos factores de virulencia y toxinas que se han descrito como responsable de los síntomas y las propiedades inmunomoduladoras observadas durante el desarrollo de la enfermedad. Los más relevantes son la toxina adenilato ciclasa (CyaA) y toxina pertussis (Ptx). Para estudiar el papel de cada toxina durante la supervivencia intracelular de Bp, se realizaron infecciones comparativas de cultivos celulares THP1, utilizando Bp cepa salvaje y dos cepas mutantes de Bp, BpΔCyaA (un mutante deficiente en la producción de CyaA) y BpΔPtx (un mutante deficiente en la producción de toxina Ptx). Se tomaron muestras de mRNA a 3-, 24- y 48-hs luego de la infección y mediante ensayos de qPCR se compararon los niveles de expresión de genes que codifican para péptidos antimicrobianos e involucrados en mecanismos de defensa enzimáticos y oxidativos del macrófago. La infección con Bp salvaje mostró tres patrones de expresión diferencial en los genes estudiados de THP1 respecto a células sin infectar que se utilizaron como control. Un grupo de genes que comprende ACP2, ACP6, AZU, ELA, PRTN3 y GNLY mostró una regulación negativa durante todos los tiempos de infección. Un segundo grupo de genes compuesto por LYZ, DFB1, CATSA y CATSC aumentó su expresión al comienzo de la infección y se mantuvo con esos niveles altos hasta las 48h. Y un tercer grupo, formado por CAT, CTSB, CTSD, CTSG y CTSS, cuya expresión aumentó al comienzo de la infección y luego sufrió una drástica regulación negativa a las 24- y 48-h transcurrida la infección. La infección con la cepa que no produce CyaA no mostró diferencias con la cepa salvaje excepto en el caso de las catepsinas (CATS-) -B, -D y -S. En ausencia de CyaA la expresión de estos genes se mantuvo elevada durante todo el período estudiado. Al infectar con la otra mutante, que no produce Ptx, se observó que la expresión de las CATS-B, -D, -S y G también se mantuvo elevado durante todo el tiempo evaluado, y se detectó además un aumento de la expresión de ACP2, ACP6, AZU, ELA2 y PRTN3 a las 48h. Estos resultados sugieren que Bp, al igual que otros patógenos intracelulares, es capaz de modular la respuesta del hospedador y lo haría de una forma dependiente de sus toxinas. Demuestran además, que tanto CyaA y Ptx son necesarias para la regulación negativa de factores importantes de la acción bactericida de macrófagos, como son las CATS-B, -D y -S y habría un efecto más específico de Ptx, en el cual CyaA no interviene, como es el caso de CATSG, ACP2, ACP6, AZU, ELA2 y PRTN3. Una modificación a nivel de la composición de proteínas y especies reactivas que conforman los lisosomas podría verse reflejado en una disminución de la capacidad microbicida de estos macrófagos modulados. En efecto, en ensayos de sobrevida intracelular se pudo observar una disminución significativa de la viabilidad de ambos mutantes. Estos resultados sugieren un rol central de ambas toxinas en la manipulación de la respuesta defensiva de la célula huéspedes.