Complementación de un aislamiento de Salmonella Dublin con genes del operón prp para revertir su deficiencia en el metabolismo anaeróbico de compuestos presentes en el intestino

Abstract

Las infecciones causadas por Salmonella enterica constituyen una de las principales enfermedades transmitidas por alimentos en nuestro país y a nivel mundial. Esta especie incluye una amplia variedad de serovares que provocan manifestaciones clínicas distintas, cuya base molecular aún no se comprende completamente. Los serovares de S. enterica se diferencian por su rango de hospedadores: algunos son ubicuos, como S. Enteritidis; otros están restringidos a un hospedero como S. Typhi; y algunos están adaptados a un hospedador específico, pero pueden infectar otras especies, como S. Dublin. Este último, perteneciente al grupo de salmonelas no tifoideas, se transmite principalmente a través de productos lácteos contaminados o por contacto directo con animales infectados, y es responsable de infecciones sistémicas en humanos, con una tasa de mortalidad superior a la de S. Enteritidis, un serovar filogenéticamente muy cercano. Un estudio de proteómica comparativa reveló que S. Dublin presenta alteraciones en vías del metabolismo anaeróbico que podrían estar asociadas a su capacidad de colonizar el intestino, en comparación con S. Enteritidis. Entre las vías afectadas se encuentran aquellas involucradas en el metabolismo de compuestos como 1,2-propanodiol y etanolamina (codificadas en los operones pdu y eut, respectivamente), los cuales están presentes en el lumen intestinal y cuya utilización otorga a Salmonella Typhimurium una ventaja competitiva frente a la microbiota intestinal. No obstante, el aprovechamiento de estos compuestos en condiciones anaeróbicas depende de la presencia de tetrationato como aceptor de electrones, el cual se produce durante los procesos inflamatorios, y de la presencia de la cobalamina, vitamina que actúa como cofactor esencial en la utilización de estos compuestos. Estudios previos han demostrado que S. Dublin, a diferencia de S. Enteritidis, es incapaz de crecer en condiciones anaeróbicas utilizando 1,2-propanodiol como única fuente de carbono, incluso en presencia de tetrationato y cobalamina, a pesar de tener intacto el operón pdu. Hipotetizamos entonces, que esta incapacidad podría deberse a mutaciones en el operón prpBCDE y en su regulador transcripcional prpR, genes asociados al metabolismo del 1,2-propanodiol. El operón prpBCDE codifica las enzimas necesarias para la metabolización del propionato, donde prpE codifica la propionil-CoA sintetasa. En aislamientos uruguayos de S. Dublin se identificaron mutaciones en los genes prpE y prpR que generan codones stop prematuros, lo que podría explicar la incapacidad de este serovar para utilizar 1,2-propanodiol como fuente de carbono. Para investigar esta hipótesis, en este proyecto se clonaron las versiones funcionales de los genes prpE y prpR provenientes de S. Enteritidis en un plásmido, y los plásmidos recombinantes se transformaron en S. Dublin. Esta estrategia permitió restaurar la capacidad de S. Dublin de catabolizar 1,2-propanodiol y realizar respiración anaeróbica. Este estudio contribuye a una mejor comprensión de las diferencias metabólicas entre los serovares Dublin y Enteritidis, y del metabolismo de S. Dublin de compuestos presentes en el intestino en condiciones de anaerobiosis. Además, se analizaron genomas de S. Dublin disponibles en la base de datos EnteroBase y en el grupo de trabajo, observándose que las mutaciones identificadas en los aislamientos uruguayos no son exclusivas de estos.