Identificación de genes codificados en islas genómicas que contribuyen a la virulencia de Salmonella enterica serovar Enteritidis

Abstract

Salmonella enterica serovar Enteritidis (S. Enteritidis) es un bacilo Gram negativo, perteneciente a la familia Enterobacteriaceae que infecta una gran variedad de hospederos, incluyendo aves de corral, roedores (ratones) y humanos. S. Enteritidis es un patógeno intracelular facultativo, capaz de invadir células epiteliales y generar una enfermedad sistémica en aves y ratones, mientras que en el hombre provoca un cuadro de enterocolitis con diarrea, fiebre y dolor abdominal. La transmisión de la bacteria al humano ocurre principalmente a través del consumo de huevos contaminados. Por su parte, la contaminación de los huevos puede ocurrir por vía transovárica (vertical) o a través de la cáscara (horizontal). En la actualidad, S. Enteritidis representa la causa mayoritaria de salmonelosis asociada a alimentos a nivel mundial y es el serovar de Salmonella aislado con mayor frecuencia en Chile. Este problema se ha tratado de abordar mediante el diseño de vacunas para aves de postura, ya sea utilizando mutantes vivas atenuadas o bacterias muertas por agentes químicos o calor. En las primeras se ha obtenido una menor colonización intestinal, en tanto que bacterias muertas no han tenido efecto alguno sobre la liberación del patógeno en las deposiciones, lo cual no es suficientemente eficaz para interferir en la transmisión del patógeno. Los mecanismos moleculares de patogenicidad utilizados por Salmonella enterica involucran una gran cantidad de genes, generalmente agrupados en regiones denominadas islas genómicas. Éstas pueden contribuir directamente a la virulencia del patógeno (islas de patogenicidad) u otorgar nuevas características que le permitan cursar un ciclo infectivo exitoso. Se piensa que existe similitud entre los mecanismos de patogenicidad utilizados por S. Enteritidis en aves y roedores y los utilizados por S. Typhimurium para causar una enfermedad sistémica en el ratón. No obstante, el papel que cumplenmuchas de las islas genómicas y de patogenicidad de S. Enteritidis en virulencia sigue siendo desconocido. Este desconocimiento, sumado a la aparición de cepas resistentes a los antibióticos empleados en el tratamiento de la enfermedad, determina que aún no se cuente con una vacuna eficaz. Considerando los antecedentes mencionados, en el presente proyecto se propuso identificar genes codificados en islas genómicas de S. Enteritidis que participaran en virulencia. Para ello se realizó un análisis global de cepas mutantes que presentaron deficiencias en la colonización de órganos internos de ratón mediante hibridaciones en un “microarreglo” genómico diseñado para Salmonella y una posterior confirmación del fenotipo por análisis de mutantes con deleciones específicas de los genes previamente identificados. Como resultado de este trabajo, se identificaron genes necesarios para la colonización de hígado y bazo en ratones BALB/c. Algunos de ellos se encontraron en islas genómicas pertenecientes a S. Enteritidis. Dentro de este grupo, existen genes que no han sido relacionados previamente con la virulencia del patógeno, como genes que codifican: un sistema de restricción y modificación de tipo I, los componentes de una fimbria no descrita en la literatura e islas genómicas que podrían codificar factores de virulencia hipotéticos. También se encontraron genes individuales y otros codificados en islas de patogenicidad conservados entre los distintos serovares de Salmonella. El análisis global de genes involucrados en la enfermedad sistémica realizada en esta tesis, permitió identificar genes o regiones genómicas específicas de S. Enteritidis que participarían en virulencia. Estos resultados ayudarán a detectar nuevos blancos para el potencial desarrollo de vacunas.