Effect of bacteriocins on the adhesion and protein expression profiling of Staphylococcus aureus

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Pimentel Filho, Natan de Jesus
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; BR; Associações micorrízicas; Bactérias láticas e probióticos; Biologia molecular de fungos de interesse; Doutorado em Microbiologia Agrícola; UFV
• Palavras-chave em Português: Alimentos - Microbiologia; Biofilme; Proteômica; Bacteriocinas; Staphylococcus aureus; Food - Microbiology; Biofilm; Proteomics; Bacteriocins; CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOSSANIDADE::MICROBIOLOGIA AGRICOLA
• Link de acesso: http://locus.ufv.br/handle/123456789/1566

Staphylococcus aureus é um patógeno humano oportunista responsável por uma série de doenças que vão desde intoxicações alimentares e infecções superficiais da pele a doenças mais graves como endocardite, pneumonia, meningite, sépsis e a síndrome do choque tóxico. S. aureus é capaz de aderir a superfícies e formar biofilmes e, na indústria de alimentos, esses biofilmes podem levar à contaminação cruzada causando riscos à segurança alimentar. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de concentrações subinibitórias das bacteriocinas bovicina HC5 e nisina sobre a adesão de S. aureus em superfície de poliestireno e, por meio da proteômica, avaliar a resposta ao estresse deste patógeno à bovicina HC5. Doses subinibitórias das bacteriocinas, que não impediram o crescimento bacteriano, reduziram a adesão de células, provavelmente por alterar a hidrofobicidade das superfícies da bactéria e do poliestireno. Ambas as superfícies tornaram-se mais hidrofílicas e a energia livre foi termodinamicamente desfavorável à adesão após o tratamento com bovicina HC5 e nisina. O nível de transcritos de genes relacionados com adesão e mecanismo de quorum sensing foi avaliado por RT-qPCR e revelou que as bacteriocinas afetaram a expressão dos genes icaD, fnbA e clfB, relacionados à formação de biofilmes e também, do gene rnaIII, envolvido no mecanismo de quorum sensing. A expressão de icaD e fnbA foi aumentada na presença das bacteriocinas avaliadas. Enquanto bovicina HC5 diminuiu a expressão de clfb, o nível de transcritos de rnaIII aumentou na presença de nisina. O perfil de síntese de proteínas citoplasmáticas de S. aureus COL mudou na presença de bovicina HC5 em concentração subinibitória. A síntese de diversas proteínas envolvidas na biossíntese de aminoácidos, principalmente produtos do operon ilv-leu, e do metabolismo de DNA, como a enzima DNA polimerase I (PolA), diminuiu após as células de S. aureus serem expostas à bovicina HC5. Proteínas envolvidas no catabolismo (ciclo do ácido tricarboxílico) e chaperonas (DnaK, GrpE, GroEL, ClpP e ClpB) apresentaram síntese aumentada. A síntese de importantes reguladores transcricionais (CodY e CcpA) também aumentou na presença da bacteriocina. Estes resultados indicam que bovicina HC5 e nisina podem diminuir a adesão bacteriana a superfícies poliméricas e, consequentemente, diminuir a formação de biofilmes, pela redução das características hidrofóbicas das superfícies da célula e do poliestireno. O estresse causado por bovicina HC5 na membrana perturba a homeostasia celular levando S. aureus a paralisar seu crescimento, reduzir a síntese de proteínas e, ao mesmo tempo, aumentar a síntese de chaperonas e enzimas envolvidas no catabolismo de eficiência energética na tentativa de recuperar sua energia e manter a homeostase. Estas informações são importantes para a compreensão da ação das bacteriocinas na inibição da adesão bacteriana e também para entender os mecanismos de resposta visando revelar novos alvos potenciais para o controle de patógenos.