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Characterization of the MmpL4/MmpS4 efflux system in Mycobacterium bovis and Mycobacterium tuberculosis

  • Autores: Rebeca Bailo Vergara
  • Directores de la Tesis: Jose Antonio Ainsa Claver (dir. tes.)
  • Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2015
  • Idioma: inglés
  • Materias:
  • Enlaces
    • Tesis en acceso abierto en: Zaguán
  • Resumen
    • Mycobacterium tuberculosis posee varias proteínas de la familia MmpL (Mycobacterial Membrane Protein Large) que pertenecen a la superfamilia de transportadores RND (Resistance Nodulation Division). El sistema de eflujo MmpL4/MmpS4 (Rv0450c y Rv0451c) puede contribuir a su virulencia y posiblemente al transporte de lípidos, además de al transporte de sideróforos y/o de otros compuestos. El objetivo principal de esta tesis ha sido la caracterización de este sistema de eflujo en M. bovis y M. tuberculosis. En primer lugar, hemos construido una cepa mutante de M. tuberculosis en la que se ha delecionado el gen rv0450c, una cepa mutante en la que se han delecionado los genes rv0450c y rv0451c, y cepas derivadas de las anteriores, en la que los genes wild-type complementan la deleción. Además, se ha generado una cepa que sobreexpresa los genes rv0450c y rv0451c. Con estas cepas se han realizado diversos ensayos encaminados a identificar la función de este sistema de eflujo. En cuanto a los experimentos in vitro, los ensayos de susceptibilidad a antibióticos indican que el sistema de eflujo MmpL4/MmpS4 en M. tuberculosis no estaría implicado en la resistencia intrínseca a fármacos, pero sí se ha puesto en evidencia su capacidad para transportar bromuro de etidio. Además, hemos determinado que la deleción del sistema de eflujo MmpL4/MmpS4 en M. tuberculosis no afecta la capacidad de la bacteria para crecer en medios deficientes en hierro, probablemente debido a que las bacterias todavía conservan el sistema de eflujo MmpL5/MmpS5 que compensa las deleciones realizadas. Sin embargo, la sobreexpresión del sistema de eflujo MmpL4/MmpS4 en M. tuberculosis provoca cambios en la morfología de las colonias y disminuye su velocidad de crecimiento, lo que sugiere que la estructura y/o composición de la membrana se ha visto alterada de forma importante. Las cepas de M. tuberculosis con alteraciones en la expresión del sistema de eflujo MmpL4/MmpS4, tanto por sobreexpresión como por deleción, se vieron afectadas en su capacidad para sobrevivir en el interior de macrófagos, presentando una menor citotoxicidad que la cepa parental H37Rv. Estos resultados indican que el sistema de eflujo MmpL4/MmpS4 es necesario para la virulencia de M. tuberculosis, y que su nivel de expresión es crítico. La deleción del gen mmpL4 en M. tuberculosis ha provocado la alteración de los niveles de expresión de otros genes que codifican transportadores de la misma familia, entre ellos mmpL5/mmpS5 y mmpL10. A nivel fenotípico, no pudo observarse ninguna variación significativa en la producción de los principales lípidos de M. tuberculosis causados por la pérdida del gen mmpL4 o de ambos genes mmpL4 y mmpS4, ni tampoco por la sobreexpresión de los genes mmpL4 y mmpS4. Con el análisis proteómico de las cepas con alteraciones en la expresión de estos genes, o de los mutantes complementados, se encontraron cambios relevantes en los niveles de proteínas relacionadas con el metabolismo de ácidos grasos. En M. bovis, se observó que la sobreexpresión del sistema de eflujo MmpL4/MmpS4 provocó alteraciones en la producción de PDIM, un lípido importante para la virulencia de las micobacterias.


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