Expressão e atividade de sistemas de dois componentes (TCS) de Salmonella enterica sorovar Typhimurium no contexto do metaboloma

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Pina, Lucindo Cardoso de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Biociências
• Palavras-chave em Português: Two-component system; Metabolome; Microbiome; Salmonella Typhimurium; Sistema de dois componentes; Metaboloma; Microbioma; Bacteriologia; Microbiota; CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/19117

A interação entre membros do microbioma intestinal humano, células hospedeiras e patógenos invasores pode ocorrer de diversas formas, sendo uma delas através de pequenas moléculas chamadas metabólitos. A percepção e resposta efetiva de um microrganismo às diferentes condições encontradas em seu ambiente, incluindo metabólitos produzidos por outros microrganismos, são fatores importantes para sua adaptação, sobrevivência e disseminação. Os sistemas de dois componentes (TCS) permitem a percepção e resposta a mudanças ambientais, regulando a expressão de genes específicos. Nosso grupo mostrou anteriormente que um extrato orgânico de fezes humanas (EF), bem como o ácido 3,4-dimetilbenzoico (3,4-DMB), encontrado no EF, inibe a capacidade de Salmonella enterica sorovar Typhimurium de invadir células hospedeiras. O presente trabalho propôs investigar o impacto do microbioma intestinal humano, bem como de pequenas moléculas produzidas por Clostridium citroniae (membro deste microbioma) na expressão e atividade dos genes de TCS de Salmonella. Os metabólitos de EF e de culturas puras de C. citroniae foram extraídos com acetato de etila e adicionados a meio de cultura. O pH do meio foi ajustado (~ 7,4) e a solução foi esterilizada por filtragem. Salmonella foi cultivada na presença ou ausência do EF e do extrato de C. citroniae, bem como do ácido 3,4-DMB, em condições aeróbias e anaeróbias, até alcançar o meio da fase logarítmica de crescimento. O RNA foi extraído para a realização de PCR em Tempo Real utilizando iniciadores direcionados a quase todos os TCS de Salmonella. Nossos resultados mostraram que vários genes de TCS envolvidos na virulência de Salmonella (SsrAB, EnvZ-OmpR, QseCB, PhoQP, TorSR, TtrRS) foram regulados diferencialmente por esses metabólitos, tanto em condições aeróbias quanto anaeróbias. EnvZ-OmpR, PhoPQ e SsrAB estão diretamente envolvidos na regulação das Ilhas de Patogenicidade 1 e 2 de Salmonella. QseCB é crucial para a detecção de quorum em Salmonella, de hormônios hospedeiros e para a regulação da motilidade (swimming). Vários outros TCS também foram regulados, incluindo TorSR e TtrRS, envolvidos na regulação da respiração anaeróbica de N-óxido de trimetilamina (TMAO) e tetrationato, respectivamente. Esses compostos são importantes para a sobrevivência de Salmonella no ambiente anaeróbico do intestino humano. Nossos resultados de avaliação de expressão gênica global de Salmonella cultivada na presença de ácido 3,4-DMB (aerobiose e anaerobiose) bem como na presença do EF em anaerobiose, mostraram que genes condificados em SPI-1 e SPI-2, SPI-4 e alguns genes do TCS foram reprimidos, enquanto genes marR, marB e marA foram ativadas nessas condições. Adicionalmente, comparamos nossos resultados de RNAseq, de Salmonella cultivada na presença do ácido 3,4-DMB em aerobiose, com resultados disponíveis da base de dados Salmonella Compendium. Ainda, a capacidade de Salmonella de adentrar e sobreviver dentro de células fagocíticas (macrófagos RAW 264.7) parece ser afetada pelas três condições testadas neste trabalho. Nossos resultados mostram que importantes vias de sinalização da virulência de Salmonella podem ser moduladas pelos metabólitos presentes no microbioma intestinal humano e abrem caminhos para novas pesquisas sobre a sinalização intercelular microbioma-patógeno no ambiente intestinal.