Duplicaciones génicas y virulencia en Escherichia coli

Resumo

Las cepas patógenas de Escherichia colise pueden dividir en dos grandes grupos: aquellas que causan infecciones intestinales y aquellas que causan infecciones extraintestinales. Las cepas que pertenecen al primer grupo son diarreicas y se agrupan en patotipos dependiendo de los factores de virulencia que presenten y la estrategia que sigan para provocar una infección. Entre las cepas extraintestinales se puede diferenciar las que causan infecciones urinarias (UPEC), las que causan meningitis neonatales (NMEC) o las que provocan sepsis (SEPEC).Las cepas enteroagregativas de Escherichia coli (EAEC) representan uno de los grupos de patógenos diarreicos. Las EAEC se pueden distinguir de las cepas enteropatógenas (EPEC) por su patrón de adherencia a las células HEp-2, mientras que las EPEC presentan un patrón de adherencia en forma de microcolonias las EAEC siguen un patrón de “apilado en ladrillo”. Esto es debido a que las cepas enteroagregativas expresan un tipo específico de fimbrias adhesivas que permiten la adhesión a las células intestinales.Estudios epidemiológicos muestran que las cepas EAEC son genéticamente heterogéneas, habiéndose identificado numerosos factores de virulencia en cepas de este patotipo. Un ejemplo de esta heterogeneidad es la cepa O104:H4, la cual causó un brote de diarreasanguinolenta en Alemania en 2011. Además de las características típicas de las cepas enteroagregativas, la cepa O104:H4 presenta un profago que codifica para la toxina Shiga, un factor de virulencia muy bien estudiado característico de cepas enterohemorrágicas (EHEC). Dentro de las cepas enteroagregativas, la cepa 042 se usa como modelo de este patotipo, ya que su genoma está secuenciado y sus factores de virulencia bien caracterizados. Analizando la secuencia de ADN pudimos ver que, a diferencia de otras cepas de Escherichia coli, cuyos genomas codifican para el gen hhay su parálogo ydgT, su cromosoma codifica cuatro parálogos del gen hha, los cuales sonhha,ydgT, y los nuevos hha2 y hha3que no habían sido descritos hasta ahora. La familia Hha incluye proteínas de bajo peso molecular (8 kDa) que interaccionan con el extremo N-terminal de la proteína H-NS y regulan la expresión génica en enterobacterias.Planteamos como hipótesis que la presencia de estos nuevos parálogos hha2 y hha3en la cepa 042 pudiese estar asociada con la patogénesis de cepas de todos los patotipos.Además, se decidió estudiar mediante herramientas genómicas la existencia de genes duplicados y su distribución en diferentes patotipos. De esta manera se asoció la presencia de nuevos parálogos de la proteína Hha con nuevos factores de virulencia de E. coli. En esta línea, se estudió la expresión y regulación de estas proteínas en la cepa 042.Por otra parte, se estudió el posible papel en la virulencia de una región de genes duplicados ampliamente distribuida entre todos los patotipos. Para ello, se hicieron ensayos de formación de biofilm y de infectividad en el organismo modelo Galleria mellonella, obteniendo resultados relevantes.