Participación de la ruta de integrinas α5β1/FAK en la internalización de Staphylococcus aureus regulada por ácidos grasos en células epiteliales mamarias bovinas

Abstract

Bovine mastitis is the main disease that affects dairy cattle worldwide causing important economic losses, being Staphylococcus aureus the main microorganism associated. S. aureus is able to internalize into non-professional phagocytic cells such as bovine mammary epithelial cells (bMEC) through the "zipper" mechanism. In the search for control alternatives, during the last decade our working group has evaluated the immunomodulatory activities of short and medium chain fatty acids (FA) [propionate (NaP), butyrate (NaB), hexanoate (NaH) and octanoate (NaO)], demonstrating that these molecules reduce S. aureus internalization into bMEC; however, it is unknown whether their inhibitory activity is related to α5β1/FAK integrin signaling pathway affectation. Therefore, the aim of this study was to determine the FA effects on the α5β1/FAK integrin signaling pathway during S. aureus internalization into bMEC. The data obtained regarding the FAK participation in S. aureus internalization into bMEC showed that the kinase is necessary for bacterial internalization, since by inhibiting its activity a significant internalization reduction was observed (63%), which was increased when cells were treated with different FA (73-77%).

La mastitis bovina es la principal enfermedad que afecta a la ganadería lechera y es de importancia económica a nivel mundial, siendo Staphylococcus aureus el principal microorganismo asociado a ella. S. aureus tiene la capacidad de internalizarse en fagocitos no profesionales, como las células epiteliales mamarias bovinas (CEMB), a través del mecanismo tipo “zipper”. La internalización le permite al patógeno evadir la respuesta inmune causando infecciones crónicas y recurrentes, además de que dificulta la terapia antimicrobiana. En la búsqueda de alternativas de control, nuestro grupo de trabajo ha evaluado la actividad inmunomoduladora de ácidos grasos (AG) [propionato (NaP), butirato (NaB), hexanoato (NaH) y octanoato (NaO)], demostrando que reducen la internalización de S. aureus en las CEMB; sin embargo, se desconoce si su actividad inhibitoria está relacionada con una afectación directa de la ruta de señalización integrinas α5β1/FAK. El objetivo de este estudio fue determinar los efectos de los AG sobre la ruta de señalización integrinas α5β1/FAK durante la internalización de S. aureus en las CEMB. Los resultados mostraron que los AG no modifican la expresión del gen de la subunidad 1 de integrinas. Sin embargo, el NaP y NaH disminuyeron la abundancia de los receptores en la membrana (~50%), así como la adhesión bacteriana (47% y 50%, respectivamente); mientras que el NaB y NaO favorecieron la adhesión de S. aureus a las CEMB (137% y 129%, respectivamente). Con respecto a la participación de FAK en la internalización de S. aureus en las CEMB, los resultados obtenidos demostraron que esta cinasa es necesaria para la internalización de la bacteria, ya que al inhibir su actividad se observó una disminución significativa de la internalización (63%), dicho efecto se incrementó al tratar a las células con los diferentes AG (73-77%).