Resumen de Papel de los sistemas de dos componentes de Staphylococcus aureus en la susceptibilidad a complestatina y corbomicina y en la regulación génica en ausencia de fosforilación
- español
Staphylococcus aureus es una bacteria versátil que se puede encontrar estableciendo una relación comensal en la piel de, aproximadamente, el 30% de la población sin causar ningún problema. Sin embargo, cuando ésta atraviesa la barrera epitelial y dependiendo del estado inmunológico del portador, puede causar patologías leves, como los abscesos, o severas, como la endocarditis u osteomielitis. Para el tratamiento de estas patologías, existe un amplio abanico de fármacos, no obstante, S. aureus ha desarrollado mecanismos que le permiten incrementar su resistencia y evadir el efecto de estos antibióticos. En el capítulo I de esta tesis doctoral, hemos analizado la implicación de los TCSs de S. aureus en el posible desarrollo de resistencia a dos antibióticos glicopéptidos de reciente descubrimiento, la complestatina (Cm) y la corbomicina (Cb). Para ello, hemos estudiado la susceptibilidad frente a ambos antibióticos de una colección compuesta por mutantes simples en cada TCS en la cepa MW2 y otra compuesta por derivados de una cepa mutante múltiple en todos los TCSs no esenciales (ΔXV) complementados con un plásmido portador de un único TCS. Con ayuda de estas colecciones, observamos que el sistema VraSR es el único que controla la susceptibilidad de S. aureus a la Cm y Cb sugiriendo que uno o varios componentes específicos del regulón de VraSR podrían ser los responsables de este control. Estudiando el regulón de VraSR en profundidad, determinamos que la regulación directa de SpdC e indirecta de SagB por parte de este TCS podrían estar relacionadas con la menor susceptibilidad que presentan las cepas portadoras del sistema VraSR. Al estar SpdC y SagB implicados en la longitud de las cadenas de azúcar del peptidoglicano, analizamos la posible presencia de cambios en la composición del mismo en los mutantes objeto de estudio. De entre las cepas estudiadas, se apreció un incremento en la cantidad de muropéptido compuesto por dímeros M5-5Gly-M4-1Ala en la cepa mutante en vraSR, pero no se pudo demostrar si este cambio está relacionado con la mayor susceptibilidad de esta cepa a la Cm y Cb. Por otra parte, el capítulo II está dedicado a revisar las evidencias que demuestran la regulación ejercida por los TCSs en su estado no fosforilado, lo que supone un cambio de paradigma en la regulación de los TCSs. Finalmente, en el capítulo III, hemos analizado la regulación de la expresión del operón icaADBC y de otros factores de virulencia por parte del TCS ArlRS. En concreto, analizamos como la forma fosforilada y no fosforilada de ArlR regulan la expresión de icaADBC y del represor icaR, responsables de la producción del exopolisacárido PIA/PNAG, elemento mayoritario del biofilm de S. aureus. Los resultados indicaron que la forma no fosforilada de ArlR actúa como represor de icaR causando un aumento de la producción de las proteínas IcaADBC y un aumento de la producción de PIA/PNAG.
- English
Staphylococcus aureus is a versatile bacterium that can be found establishing a commensal relationship on the skin of approximately 30% of the population without causing any harm. However, when it crosses the epithelial barrier and depending on the immune status of the carrier, it can cause mild pathologies such as abscesses, or severe ones, such as endocarditis or osteomyelitis. For the treatment of these pathologies, there is a wide range of available drugs. Nevertheless, S. aureus has developed mechanisms that allow it to increase its resistance and evade the effect of these antibiotics. In chapter I, we have analyzed the implication of the TCSs of S. aureus in the possible development of resistance against two recently discovered glycopeptide antibiotics, complestatin (Cm) and corbomycin (Cb). For this purpose, we tested the susceptibility to both antibiotics of a collection of single mutants in each TCS in the MW2 strain and another collection composed of derivatives of a multiple mutant in each non essential TCS (ΔXV strain) complemented with a plasmid carrying a single TCS. Using these collections, we observed that the VraSR system is the only TCS that controls the susceptibility of S. aureus to Cm and Cb, suggesting that one or several specific components of the VraSR regulon might be responsible for this control. By futher studying the VraSR regulon, we determined that the direct regulation of SpdC and the indirect regulation of SagB by this TCS might be related to the lower susceptibility phenotype shown by the strains carrying the VraSR system. Since SpdC and SagB are involved in the length of the peptidoglycan chains, we analysed the presence of changes in the peptidoglycan in the mutants under study. Among the strains analysed, the vraSR mutant showed an increase in the amount of muropeptide composed of M5-5Gly-M4-1Ala dimers, however, it could not be demonstrated whether this change is related to the increased susceptibility to Cm and Cb. On the other hand, chapter II is aimed at reviewing the literature related to the regulation exerted by TCSs in their non-phosphorylated state, which represents a paradigm shift in TCS regulation. Finally, in chapter III, we have analysed the regulation of the expression of the icaADBC operon and other virulence factors. Specifically, we analysed how the phosphorylated and non-phosphorylated forms of ArlR regulate the expression of the icaR repressor and icaADBC operon, responsible for the production of the exopolysaccharide PIA/PNAG, the main component of the S. aureus biofilm. Results indicated that the non-phosphorylated form of ArlR acts as a repressor of icaR causing an increased production of IcaADBC and PIA/PNAG.
