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Tese de Doutorado
Documento
Autor
Nome completo
Fernando Henrique Martins
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2017
Orientador
Banca examinadora
Elias Junior, Waldir Pereira (Presidente)
Amaral, Tania Aparecida Tardelli Gomes do
Mayer, Marcia Pinto Alves
Oliveira, Maria Leonor Sarno de
Silva, Rosa Maria
Título em português
Papel da proteína EspFU em Escherichia coli enteropatogênica atípica.
Palavras-chave em português
Escherichia coli
Inflamação
Patogenicidade
Proteína efetora
Transcriptoma
Resumo em português
Escherichia coli enteropatogênica atípica (aEPEC) é considerada um dos principais agentes etiológicos da diarreia em várias regiões do mundo. O mecanismo central da patogenicidade de aEPEC é a capacidade de causar lesões attaching-effacing (A/E) no epitélio intestinal, uma propriedade desencadeada por proteínas codificadas pelo locus of enterocyte effacement (LEE). Enquanto algumas aEPEC utilizam a via de fosforilação de Tir (Y-P) para induzir a formação de pedestais, outras cepas podem empregar a proteína efetora EspFU (TccP/TccP2) para uma eficiente polimerização de actina. Neste estudo foi avaliada a prevalência e produção de EspFU, como também o papel desempenhado por esta proteína na interação com células epiteliais e colonização intestinal, aspectos essenciais da patogênese de aEPEC. O gene espFU foi detectado em 46% das cepas de aEPEC, com uma predominância do alelo tccP2. A maioria das cepas apresentou o tir fosforilado (Y-P), sugerindo que possam utilizar diferentes mecanismos redundantes para a polimerização de actina. As cepas positivas para tccP e tccP2 foram significativamente associadas com os filogrupos E, e B1, respectivamente. A produção de EspFU (TccP/TccP2) variou de cepa-a-cepa, independentemente dos genótipos e filogrupos. A deleção do gene espFU em uma cepa de aEPEC O55:H7 (BA320) resultou em menor aderência bacteriana e comprometeu a capacidade de induzir polimerização de actina em células HeLa após 6 h de infecção. Adicionalmente, o mutante em espFU apresentou uma menor eficiência na colonização intestinal em um modelo murino de infecção. A análise da cinética da formação de pedestais por aEPEC mostrou que, de modo geral, cepas expressando EspFU foram mais aderentes e induziram polimerização de actina mais rapidamente em comparação à via de TirY-P. A adesão bacteriana e formação de pedestais mediada por EspFU regulou negativamente a expressão de LEE, além de modular a resposta transcricional epitelial por meio da ativação de genes pró-inflamatórios, como NF-kB, IL-6, IL-8, entre outros. Em suma, a proteína EspFU é ampla e filogeneticamente distribuída em cepas de aEPEC, desempenha um importante papel na adesão bacteriana e colonização intestinal, e pode contribuir direta ou indiretamente para a indução de resposta inflamatória.
Título em inglês
Role of EspFU protein in atypical enteropathogenic Escherichia coli.
Palavras-chave em inglês
Escherichia coli
Effector protein
Inflammation
Pathogenesis
Transcriptome
Resumo em inglês
Atypical enteropathogenic Escherichia coli (aEPEC) is one of the most important pathogen causing diarrhea disease worldwide. The hallmark of aEPEC pathogenesis is the ability to cause attaching and effacing (A/E) lesions on intestinal epithelium, a property triggered by proteins encoded on a pathogenicity island called locus of enterocyte effacement (LEE). While some aEPEC require tyrosine phosphorylation (Y-P) of Tir to trigger actin assembling, certain strains whose Tir is not tyrosine phosphorylated utilize the T3SS effector Tir-cytoskeleton coupling protein (TccP/TccP2) for efficient actin polymerization. In the present study, we evaluated the prevalence, production, and functions played by the EspFU protein on important aspects of aEPEC pathogenesis, such as interaction with epithelial cells and intestinal colonization. The tccP and/or tccP2 genes were detected in 45.8% of the aEPEC strains, with a predominance of tccP2 allele. Most of these strains carried tirY-P, suggesting that can trigger actin polymerization using both Tir tyrosine phosphorylation and TccP/TccP2 pathways. aEPEC strains carrying tccP or tccP2 were significantly associated to phylogroups E and B1, respectively. We also observed a differential production of TccP/TccP2 among the strains, regardless genotypes and phylogeny. Deletion of espFU from aEPEC BA320 (serotype O55:H7) significantly decreased bacterial adherence and impaired the ability to induce actin rearrangement in HeLa cells after 6 h of infection. Also, the espFU mutant showed lower colonization levels compared to the wild-type strain in a murine infection model. Analysis of the kinetics of pedestal formation showed EspFU-expressing strains were more adherent and induced actin rearrangement more rapidly than Tir-phosphorylated (TirY-P) producing aEPEC. Importantly, bacterial adherence and pedestal formation driven by EspFU downregulated the LEE expression, and also induced changes in the epithelial transcriptional response, specifically by activating pro-inflammatory genes such as NKFB, IL6 and IL8. In summary, our data suggest that EspFU protein is widely and phylogenetically distributed among aEPEC strains, and play an important role on bacterial attachment and intestinal colonization. Moreover, aEPEC could induce inflammation in a EspFU-dependent manner.
 
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Data de Liberação
2020-03-12
Data de Publicação
2018-03-13
 
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