Participación de los ORFs PA2305/ambB y PA3327 en la virulencia de Pseudomonas aeruginosa PAO1

Abstract

Pseudomonas aeruginosa is a Gram-negative bacterium considered an opportunistic pathogen, as it affects individuals with compromised immune systems, causing severe respiratory and soft tissue infections associated with hospital environments. This bacterium possesses a wide array of virulence factors (biofilms, pyocyanin, siderophores, proteolytic enzymes, lipopolysaccharides, etc.) that are crucial for the development of infections in the host. The biosynthesis of bacterial virulence factors is regulated by a cell-to-cell communication mechanism called quorum sensing (QS), in which various molecules, including cyclic dipeptides (CDPs), can modulate or be modulated by this system, thereby regulating the expression of virulence factors. Therefore, the objective of this study was to investigate the involvement of genes encoding non-ribosomal peptide synthetases (NRPS), whose products like CDPs and other metabolites can modulate the QS of this bacterium and thus its pathogenicity. In this study, the ORFs PA3327 and PA2305, also known as ambB, were investigated, as their role in CDP synthesis was unknown, and their role in the virulence of P. aeruginosa was also determined. Mutants of this bacterium were obtained for ORF PA3327 and ORF PA2305 by gene disruption through the insertion of a gentamicin resistance cassette, and their production of virulence factors, CDP production, and pathogenicity were evaluated in a Caenorhabditis elegans in vivo model. Quantification of virulence factor biosynthesis showed that the production of general proteases and pyocyanin in both mutants did not show significant differences compared to the reference strain PAO1, and only elastase production increased in the PA3327

Pseudomonas aeruginosa es una bacteria Gram-negativa considerada como un patógeno oportunista ya que afecta a personas con un sistema inmune comprometido causando graves infecciones en el sistema respiratorio y en tejidos suaves asociadas a ambientes intrahospitalarios. Esta bacteria posee un amplio arsenal de factores de virulencia (biopelículas, piocianina, sideróforos, enzimas proteolíticas, lipopolisacáridos, etc) que son importantes para el desarrollo de la infección en el huésped. La biosíntesis de los factores de virulencia bacterianos está regulada por un mecanismo de comunicación célula-célula denominado quorum sensing (QS), en el cual varias moléculas incluyendo ciclodipéptidos (CDPs), pueden modular o ser modulados por este sistema y así regular la expresión de los factores de virulencia. Por lo que el objetivo de este trabajo fue investigar la participación de genes que codifican para enzimas péptido sintetasas no ribosomales (NRPS) cuyos productos como CDPs y otros metabolitos pueden modular el QS de esta bacteria y así su patogenicidad. En este trabajo se estudiaron los ORFs PA3327 y PA2305, también denominado ambB, ya que de ambos se desconoce su participación en la síntesis de CDPs, así mismo también se determinó su papel en la virulencia de la bacteria P. aeruginosa. Se obtuvieron mutantes de esta bacteria en el ORF PA3327 y en el ORF PA2305 por interrupción génica mediante la inserción de un casete de resistencia a gentamicina, se determinó su producción de factor de virulencia, producción de CDPs y se evaluó su patogenicidad en un modelo in vivo de Caenorhabditis elegans. La cuantificación de la biosíntesis de los factores de virulencia mostró que la producción de proteasas generales y pioquelina en ambas mutantes no mostraron diferencias significativas en comparación con la cepa de referencia PAO1 y solo se aumentó la producción de la elastasa en la mutante PA3327