Biología Molecular y Celular de Streptococcus pneumoniae

  • Biología Molecular y Celular - Equipo de trabajo Biología Molecular y Celular de Streptococcus pneumoniae
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  • Biología Molecular y Celular - Figura 2 Biología Molecular y Celular de Streptococcus pneumoniae
  • Biología Molecular y Celular - Figura 3 Biología Molecular y Celular de Streptococcus pneumoniae

Streptococcus pneumoniae, o el neumococo, es una bacteria que habita normalmente en la nasofaringe, pero que en determinadas condiciones puede convertirse en uno de los patógenos de mayor incidencia en salud humana. El neumococo es el agente causal de infecciones tales como sinusitis, otitis, pero también de enfermedades más severas como bacteriemia, neumonía y meningitis, causando anualmente más de 1.5 millones de muertes, principalmente en niños menores de 5 años. El neumococo expresa diversos factores de virulencia que le brindan un potencial patogénico y le permite adherir, colonizar, invadir y dañar tejidos durante el proceso infeccioso. La expresión de estos factores depende de la patogenicidad de las cepas y de las condiciones ambientales del tejido que infecta. Las bacterias perciben estos cambios mediante sistemas de transducción de señales que permiten una adaptación a los mismos mediante el control de la regulación génica.

En nuestro laboratorio, estamos estudiando diferentes sistemas de transducción de señales que el neumococo utiliza para adaptarse a situaciones de estrés en medios de cultivo o en un modelo de infección de neumocitos. Para ello empleamos métodos de biología molecular que nos permiten crear mutantes de los genes que codifican estos sistemas, como así también analizar la expresión de los genes que regulan. Además, empleamos métodos de biología celular para localizar proteínas fluorescentes fusionadas a proteínas de nuestro interés. Como complemento de estos ensayos, hemos establecido un modelo de infección de neumocitos para dilucidar el mecanismo de sobrevida intracelular del neumococo.

PROYECTOS

1) Regulación de genes involucrada en vida intracelular de S. pneumoniae

Previamente hemos descripto que los procesos celulares de tolerancia al estrés ácido o ATR (supervivencia) y de autolisis (muerte celular programada) se inducen en respuesta al estrés ácido. La inducción de estos mecanismos está regulada por dos sistemas de transducción de señales (conocidos como sistemas de dos componentes o TCS) que tienen un efecto antagónico en la sobrevida intracelular del neumococo. Los fenotipos de cada mutante de los TCS son similares tanto en medios de cultivos químicamente definidos. Se está llevando a cabo una caracterización bioquímica y molecular de estos sistemas para determinar los genes que están siendo regulados durante la adaptación de neumococo a la vida intracelular en neumocitos. (Figura 1)

2) Caracterización del mecanismo sinérgico entre S. pneumoniae e influenza A en un modelo de coinfección en neumocitos.

La gripe en humanos es una enfermedad infecciosa causada por el virus Influenza A, uno de los patógenos virales más importantes en la actualidad debido a su potencial pandémico. Durante el siglo XX causó más de 50 millones de muertes, y en la última pandemia en 2009, más de 750 mil muertes en un año. Normalmente influenza A produce una infección en el tracto respiratorio, sin embargo, aproximadamente un 20% de los pacientes desarrolla una infección bacteriana secundaria que complica el cuadro gripal y su tratamiento y S. pneumoniae es la bacteria que predomina. Se conocen algunos aspectos de este mecanismo, y en nuestro laboratorio hemos establecido un modelo de coinfección en neumocitos en el que hemos podido demostrar que en las células infectadas con influenza A el neumococo duplica su tasa de sobrevida intracelular. Actualmente estamos analizando factores bacterianos, virales y eucariotas que contribuyan a este mecanismo sinérgico, ya que es relevante para entender la patogénesis de influenza A y S. pneumoniae. (Figura 2)

3) Identificación de proteínas involucradas en el mecanismo de división celular en S. pneumoniae

Previamente, en nuestro laboratorio describimos que existe un mecanismo de evolución compensatoria entre las mutaciones de los genes pbp (codifican normalmente para la penicillin-binding proteins que sintetizan la pared celular), las cuales confieren resistencia a penicilina en aislamientos clínicos de neumococo. Este tipo de mutaciones en los genes pbp2b producen alteraciones morfológicas y defectos en la división celular del neumococo. Para comprender la contribución de PBP2b en el mecanismo de división celular, estamos analizando la interacción de PBP2b para con proteínas del divisoma, como así también el fenotipo de mutantes en genes que codifican para estas proteínas. Para localizar proteínas del divisoma por microscopia, desarrollamos herramientas moleculares para fusionarlas a proteínas fluorescentes (GFP, CFP, mCherry, CitrineFP) y expresarlas en neumococo bajo el control de promotores inducibles. El conocimiento de la interacción de proteínas del divisoma es de gran interés para el desarrollo de nuevos antimicrobianos que bloqueen este del mecanismo de división celular de neumococo. (Figura 3)

Publicaciones

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