Role of the complement factor H-related proteins 1 and 3 in Pseudomonas aeruginosa infections

Abstract

Introducción: Pseudomonas aeruginosa es una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en pacientes hospitalizados con neumonía o infecciones del torrente sanguíneo. El resultado de estas infecciones depende de un amplio abanico de factores, entre los que se incluyen la virulencia intrínseca del microorganismo y su fenotipo de resistencia a los agentes antimicrobianos, así como los mecanismos efectores inmunitarios del huésped. El sistema del complemento juega un papel crucial en la defensa contra las infecciones por P. aeruginosa. Este sistema puede lisar directamente las bacterias, opsonizarlas para facilitar el reconocimiento por parte de los fagocitos, y liberar anafilotoxinas que promueven el reclutamiento de fagocitos y el estado pro-inflamatorio en el sitio de la infección. Este patógeno contrarresta el efecto del complemento reclutando Factor H, una proteína reguladora del complemento que inactiva C3b evitando, así, la formación de la C3 convertasa y la amplificación de la cascada del complemento sobre la bacteria. Además, se ha postulado que un grupo de proteínas plasmáticas que evolutivamente están relacionadas con el Factor H, conocidas como proteínas relacionadas con el Factor H (del inglés "Factor H-related", FHR), son capaces de interferir en dicho sistema de evasión bacteriano. Sin embargo, las consecuencias biológicas de la interacción de estas proteínas con P. aeruginosa aún no se conocen bien. El objetivo de esta tesis ha sido investigar las interacciones entre FHR-3 y FHR-1 con P. aeruginosa y las consecuencias biológicas de estas interacciones en la patogénesis de las infecciones causadas por P. aeruginosa. Contenido de la investigación: En la primera parte de este trabajo, demostramos que el antígeno O del LPS modula la unión de FHR-3 a P. aeruginosa e identificamos que la proteína EF-Tu tiene una región de unión tanto para el Factor H como para el FHR-3 localizada en su región N-terminal. Los ensayos de unión con componentes purificados muestran que el FHR-3 purificado compite con el Factor H por la unión a P. aeruginosa. Además, determinamos que la unión de FHR-3 a la superficie bacteriana promueve la activación del complemento, lo que resulta en una mayor opsonización y muerte de P. aeruginosa. Así, nuestros resultados indican que el FHR-3 es un factor del huésped, previamente desconocido, que protege frente a las infecciones causadas por P. aeruginosa. En la segunda parte, determinamos que el FHR-1 se une a P. aeruginosa a través de la proteína de membrana externa OprG. Esta unión está modulada por la longitud del antígeno O delLPS. Los ensayos de unión con componentes purificados o con suero deficiente en FHR-1 complementado con FHR-1 muestran que el FHR-1 compite con el Factor H para unirse a P. aeruginosa. El bloqueo de la unión del Factor H al C3b depositado sobre la bacteria reduce la actividad cofactora de degradación del C3b mediada por el Factor H incrementando, así, la opsonización de la bacteria y la formación del potente quimioatrayente C5a. Conclusiones: Nuestro trabajo identifica al FHR-3 como un nuevo factor protector del huésped que fomenta la activación del complemento en la superficie bacteriana y promueve la eliminación de P. aeruginosa. Por lo tanto, los niveles de FHR-3 en sangre pueden ser un factor del huésped que determina la susceptibilidad a las infecciones del torrente sanguíneo causadas por P. aeruginosa. Además, nuestros descubrimientos indican que el FHR-1 es un factor del huésped que modula la activación del sistema del complemento y sus efectos en las infecciones por P. aeruginosa.