Identification of P. aeruginosa binding molecules for complement component C3 and surfactant protein A

Laburpena

Introducció: Pseudomonas aeruginosa és un dels principals patògens causants de pneumònia nosocomial greu i sèpsia. Les proteïnes surfactants i el sistema del complement juguen un paper crític en la defensa de l'hoste enfront de les infeccions per P. aeruginosa. Malgrat això, les dianes bacterianes de la proteïna surfactant A (PS-A), la principal proteïna surfactant del pulmó, i de C3, el component central del sistema del complement, no s'han investigat adequadament. Els objectius d'aquest estudi van ser: i) caracteritzar la interacció entre la PS-A i una col·lecció d'aïllats crònics isogènics de pacients amb fibrosis quística (FQ) per identificar les molècules d'unió de PS-A a P. aeruginosa i el mecanisme adoptat per aquests aïllats per resistir la mort mediada per la PS-A i ii) identificar noves molècules de P. aeruginosa que uneixen C3, així com caracteritzar les estratègies que aquest patogen utilitza per evadir els efectes del sistema del complement. Contingut de la recerca: Per aconseguir el primer objectiu, es va utilitzar una combinació de diferents aproximacions metodològiques in vitro incloent assajos d'unió amb PS-A humana purificada, anàlisi d'espectrometria de masses, pèrdua genètica de funció / guany de funció de gens bacterians seleccionats i assajos de fagocitosis amb macròfags humans. Es va caracteritzar la interacció entre la PS-A i una col·lecció d'aïllaments seqüencials isogènics de set pacients amb FQ. Es va identificar la proteïna de membrana externa OprH com un nou lligant de la PS-A a P. aeruginosa. Els aïllats finals van unir significativament menys PS-A que els aïllaments isogènics inicials, respectius. Aquesta diferència va poder associar-se a una reducció en l'expressió de OprH. La unió de PS-A a OprH va facilitar l'eliminació per fagocitosi de P. aeruginosa. D'aquesta forma, els aïllats finals van ser almenys dues vegades més resistents a l'eliminació per fagocitosi mediada per la PS-A que els aïllats originals respectius. La identificació de noves molècules de P. aeruginosa que uneixen C3 va sorgir com a resultat d'un estudi originalment dissenyat per investigar el paper de PhoQ en les bacteremias causades per P. aeruginosa. Es va observar que un mutant deficient en PhoQ era avirulent en un model murí d'infecció sistémica i no causava bacteriemia. En presència de concentracions sanguínies de Mg2+, el mutant de PhoQ va unir més C3 i va ser més susceptible a l'opsonofagocitosis mediada pel complement que la soca parental, la qual cosa suggeria un efecte directe del Mg2+ sobre la modulació de l'expressió d'un component bacterià pel sistema PhoP/PhoQ. Els experiments d'unió de C3 i els assajos d'opsonofagocitosis van identificar a aquest component com la proteïna de membrana externa OprH. Conclusió: OprH és una nova diana per a la unió de PS-A en els aïllats de P. aeruginosa de pacients amb FQ. La reducció de l'expressió de OprH és una adaptació, prèviament desconeguda, que P. aeruginosa adopta en el pulmó amb FQ per evadir l'eliminació per la fagocitosi mediada per la PS-A. Hem identificat a PhoQ com un sensor de Mg2+ essencial per a que P. aeruginosa eviti l'opsonofagocitosis mediada pel complement a causa del control directe que exerceix sobre l'expressió de OprH, una diana de C3, prèviament desconeguda, en P. aeruginosa.