Estudio de proteómica comparativa de modelos infección por inyección e inmersión estática de pseudomonas aeruginosa PAO1 en Danio rerio ( pez cebra)

Abstract

Pseudomonas aeruginosa es uno de los patogenos oportunistas mas frecuentes en humanos. Típicamente infecta pacientes heridos, quemados, inmunocomprometidos y/o con fibrosis quística. Para estudiar la patog6nesis de esta bacteria se han utilizado un gran nuimero de modelos de hospederos alternativos. Particularmente, el pez cebra (Danio renio) combina las ventajas de los modelos invertebrados y vertebrados, pues posee un sistema inmune similar al encontrado en mamíferos, son transparente y poseen un rápido desarrollo ex-utero. Existen dos principales métodos de exposicion del pez cebra a un patogeno bacteriano, la inyección y la inmersión estática. El primero consiste en inyectar las bacterias directamente en el pez y el segundo consiste en co-incubar al pez cebra en una suspensión bacteriana. Aun no esta claro si la respuesta del pez cebra expuesto a P. aeruginosa por medio de estos dos métodos es similar y si genera los mismos efectos, ni menos aun que ocurre en peces de 3 días post-fecundaci6n (dpf) infectados con este patogeno, en la cual el sistema inmune innato ya se encuentra maduro, los peces han dejado el corion y abierto la boca. En este trabajo se compare Ia expresión génica global del pez cebra frente a una infección con P. aerugiosa por medio de inyección en la arteria caudal y por medio de inmersión estática. Esto se realiza mediante proteómica cuantitativa no isotópica (Q-exactive). Para esto, se compararon larvas de pez cebra de 3 dpf inyectadas con P, aemg/.nosa o larvas co-incubados con una suspensión de esta bacteria. Del total de proteínas que cambiaron sus niveles de expresi6n en ambos métodos de exposición a P. aemginosa con respecto al control, destacan las categorías de ontología de procesos celulares de induccion de apoptosis (GO:0006917) y procesamiento y presentaci6n de antígenos (GO:0019882). En otros análisis de enriquecimiento de las proteínas en base a la vía metabólica en la cual participan se encontr6 que las larvas expuestas mediante inmersion ten fan sobrerrepresentada la via respuesta a hipoxia por medio de activacion de factores inducidos por hipoxia (P00030) con respecto al control. En contraste, al analizar la ontología de las proteínas que aumentaron exclusivamente sus niveles al comparar entre condiciones, se encontraron enriquecidas las proteínas del proceso celular de inflamacion mediada por vias de sefializacion de quimioquinas y citoquinas (P00031 ) en los peces expuestos por medio de inyeccion. En los peces expuestos por medio de inmersion se encontraron enriquecidas las vías de sefializacion de integrina (P00034) y angiog6nesis (P00005). En este trabajo proponemos la expresion de los genes my/ka, chuk, exc/77.6, ci.ch y t'fff77 como posibles nuevos marcadores de una infecci6n de P. aerug/.nosa por medio de inyecci6n; y los productos de los genes co/8a2, co/74a7a, co/5a2b, vwa7, fyna, fynb, raf1a y map2k4a como posibles marcadores de una infeccion en el pez cebra por medio de inmersion estática. Nuestros resultados de prote6mica sugieren que ambas metodologías son apropiadas para estudiar la interaccion hospedero-patogeno en el pez cebra. Sin embargo, y a pesar de los procesos similares, el método de inyeccion genera una respuesta inmune por medio inflamacion la cual esta ausente en las larvas expuestas por medio de inmersion. En cambio, en estas hay una respuesta relacionada con la migraci6n celular e hipoxia. Finalmente, demostramos que la técnica de proteomica Q-exactive es una herramienta s6lida para realizar estudios de la relacion pat6geno-hospedero en el pez cebra.