Análisis de la regulación por Quorum sensing del sistema de resistencia a ciprofloxacina codificado por el gen crpP del plásmido pUM505

Abstract

The CrpP protein confers resistance to Ciprofloxacin (Cip), a quinolone antibiotic. CrpP is encoded by the crpP gene (formerly named orf131) which was located in the conjugative plasmid pUM505, isolated from a clinical strain of Pseudomonas aeuriginosa. The pUM505 plasmid confers resistance to Cip and Norfloxacin (another quinolone antibiotic) to P. aeruginosa PAO1 (reference strain); however, transfer of the crpP gene did not confer resistance to Cip in this genetic background. P. aeruginosa is a Gram-negative bacterium widely distributed in the environment, including soil and water, as well as in association with various living organisms and is a source of opportunistic infections in humans. In P. aeruginosa multiple virulence factors involved in acute infection and host cell damage are regulated by the Quorum sensing (QS) Las and Rhl systems. The QS is a bacterial communication mechanism that depends on cell density and modulates the production and release of molecules (autoinducers) that alter the expression of virulence genes. In addition, it has been described that antibiotic resistance can be modulated by the QS system. Therefore, it was of interest to determine whether resistance to Cip conferred by the crpP gene is modulated by the QS system. Transfer of the crpP gene to the P. aeruginosa lasI/rhlI strain (mutant in the lasI and rhlI genes) increased resistance to Cip compared to the mutant strain without the gene, suggesting that the resistance mechanism conferred by CrpP is negatively modulated by the Quorum sensing system.

La proteína CrpP confiere resistencia a Ciprofloxacina (Cip), un antibiótico del grupo de las quinolonas. CrpP es codificada por el gen crpP (antes nombrado como orf131) que fue localizado en el plásmido conjugativo pUM505, aislado de una cepa clínica de Pseudomonas aeuriginosa. El plásmido pUM505 confiere resistencia a Cip y Norfloxacina (otro antibiótico del grupo de las quinolonas) a P. aeruginosa PAO1 (cepa de referencia); sin embargo, la transferencia del gen crpP no confirió resistencia a Cip en este fondo genético. P. aeruginosa es una bacteria Gram-negativa ampliamente distribuida en el ambiente, incluyendo suelo y agua, así como en asociación con varios organismos vivientes y es fuente de infecciones oportunistas en humanos. En P. aeruginosa múltiples factores de virulencia implicados en la infección aguda y daño de la célula huésped son regulados por los sistemas de Quorum sensing (QS) Las y Rhl. El QS un mecanismo de comunicación bacteriano que depende de la densidad celular y que modula la producción y liberación de moléculas (autoinductores) que alteran la expresión de genes de virulencia. Aunado a esto se ha descrito que la resistencia a los antibióticos puede ser modulado por el sistema de QS. Por lo anterior fue de interés determinar si la resistencia a Cip conferido por el gen crpP es modulado por el sistema QS. La transferencia del gen crpP a la cepa de P. aeruginosa lasI/rhlI (mutante en los genes lasI y rhlI) incremento la resistencia a Cip en comparación a la cepa mutante sin el gen, lo que sugiere que el mecanismo de resistencia conferido por CrpP es modulado negativamente por el sistema de Quorum sensing.