Estudio del papel del ORF PA1622 en la virulencia de Pseudomonas aeruginosa PAO1

Abstract

Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic bacterial pathogen that causes rapidly evolving infections with high mortality in immunocompromised individuals. It is resistant to multiple antimicrobial agents due to its innate, adaptive, and acquired mechanisms that allow it to counteract the action of these agents. Furthermore, it possesses a vast repertoire of virulence factors that uses to colonize, nourish, evade the immune response, and grow within the host. Therefore, it is a microorganism of great relevance to global public health, included on the World Health Organization's Bacterial Priority Pathogens List (BPPL) for the search of new antimicrobial agents. P. aeruginosa PAO1 genome was completely sequenced in 2000 and its size is 6.3 million base pairs, with 5570 predicted open reading frames (ORFs), revealing information about the relationship between genetic complexity, metabolic versatility and ecological diversity of the bacteria. The PA1622 ORF encodes a homotetrameric protein widely distributed and conserved in the genus Pseudomonas, with a predicted cytoplasmic subcellular localization. This ORF is part of an operon possibly involved in fatty acid metabolism, containing the gene that encodes the enzyme FadD4, an enzyme involved in the biosynthesis and modification of lipopolysaccharide, however, the function of the PA1622 gene and its relationship with the operon in which it is encoded are unknown. In this work, the participation of ORF PA1622 in the virulence of P. aeruginosa PAO1 was studied using a mutant obtained by the insertion of a gentamicin resistance cassette. No significant differences were observed in in vivo virulence assays using the Caenorhabditis elegans model, indicating that ORF PA1622 does not play an essential role in the virulence of P. aeruginosa PAO1. However, we found the mutant has an increased production of acyl-homoserine lactones (AHLs), elastase, rhamnolipids and exopolysaccharides.

Pseudomonas aeruginosa es una bacteria patógena oportunista que causa infecciones de rápida evolución y alta mortalidad en individuos inmunocomprometidos. Es resistente a múltiples agentes antimicrobianos debido a que posee mecanismos innatos, adaptativos y adquiridos que le permiten contrarrestar la acción de estos agentes. Además, posee un vasto repertorio de factores de virulencia que emplea para colonizar, nutrirse, evadir la respuesta inmunológica y crecer dentro del huésped. Por lo que es un microorganismo de gran relevancia en salud pública mundial, ubicado dentro de la lista de patógenos bacterianos prioritarios (Bacterial Priority Pathogens List, BPPL) para la búsqueda de nuevos agentes antimicrobianos por la Organización Mundial de la Salud. El genoma de P. aeruginosa PAO1 fue secuenciado completamente en el año 2000, y tiene un tamaño de 6.3 millones de pares de bases, con 5570 marcos de lectura abiertos (ORFs) predichos, revelando información sobre la relación entre la complejidad genética, la versatilidad metabólica y la diversidad ecológica de la bacteria. El ORF PA1622 codifica para una proteína homotetramérica ampliamente distribuida y conservada en el género Pseudomonas, cuya localización subcelular predicha es citoplasmática. Este ORF es parte un operón posiblemente implicado en el metabolismo de ácidos grasos, conteniendo el gen que codifica para la enzima FadD4, una enzima que participa en la biosíntesis y modificación del lipopolisacárido, no obstante, se desconoce la función del gen PA1622 y su relación con el operón en el cual está codificado. En este trabajo se estudió la participación del ORF PA1622 en la virulencia de P. aeruginosa PAO1, utilizando una mutante obtenida por la inserción de un casete de resistencia a gentamicina.