Papel del lípido A de Klebsiella pneumoniae en el control de la respuesta inmune.

Abstract

Klebsiella pneumoniae és un bacil Gram negatiu que causa infeccions del tracte urinari així com pneumònies adquirides en la comunitat i nosocomials. La membrana externa de les bactèries Gram negatives està formada pel lipopolisacàrid (LPS). El LPS és una molècula formada per un polisacàrid, amb càrrega negativa, ancorat a una regió hidrofòbica, el lípid A, que posseeix característiques d’endotoxina i és, per tant, immunoestimuladora. Els sistemes de transducció de senyals de dos components en bactèries detecten canvies en l’ambient i regulen l’expressió de gens que modifiquen l’estructura del lípid A per tal de mantenir l’homeòstasi de la cèl•lula bacteriana, augmentar la resistència en front als pèptids catiònics o modular la resposta immune de l’hoste. En resultats previs del nostre laboratori va posar-se de manifest que la xaperona Hfq regula les modificacions del lípid A a Yersinia enterocolitica O8. En aquesta tesi doctoral posem de manifest que aquest fet no sols es dóna a Y. enterocolitica si no que Hfq també participa en la regulació de les modificacions dels lípid A tant a Salmonella Typhimurium com a K. pneumoniae. En la segona part d’aquesta tesi doctoral hem caracteritzat l’estructura de lípid A que K. pneumoniae expressa in vivo, durant una infecció, sense la necessitat de realitzar un pas previ d’aïllament bacterià en medis de cultiu tradicionals. Durant una infecció pulmonar, K. pneumoniae expressa un lípid A que es caracteritza per la presència d’una cadena de 2-hidroximiristat com acilació secundària. Les nostres observacions indiquen que el lípid A que K. pneumoniae expressa en el pulmó és menys inflamatori que el lípid A que la bactèria expressa quan creix en medis de cultiu tradicionals. A més a més, el lípid A que K. pneumoniae expressa in vivo juga un importantíssim paper conferint a la bactèria resistència en front als pèptids antimicrobians.

Klebsiella pneumoniae es un bacilo Gram negativo que causa infecciones del tracto urinario así como neumonías adquiridas en la comunidad y nosocomiales. La membrana externa de las bacterias Gram negativas se compone del lipopolisacárido (LPS). El LPS es una molécula formada por un polisacárido, cargado negativamente, anclado a un dominio hidrofóbico, el lípido A, que posee propiedades de endotoxina y, por tanto, es inmunoestimulador. Los sistemas de transducción de señales de dos componentes en bacterias detectan cambios en el ambiente y regulan la expresión de genes que remodelan la estructura del lípido A para mantener la homeóstasis de la célula bacteriana, aumentar su resistencia a péptidos catiónicos o modular la respuesta inmune del huésped. En resultados previos de nuestro laboratorio se puso de manifiesto que la chaperona Hfq participa en la regulación de las modificaciones del lípido A en Yersinia enterocolitica. En esta tesis doctoral se ha puesto de manifiesto que este hecho no sólo ocurre en Y. enterocolitica si no que también Hfq participa en la regulación de las modificaciones del lípido A tanto en Salmonella Typhimurium como en K. pneumoniae. En la segunda parte de esta tesis doctoral se ha caracterizado la estructura de lípido A que expresa K. pneumoniae in vivo durante una infección sin la necesidad de aislar la bacteria previamente en medios de cultivo tradicionales. Durante una infección pulmonar, K. pneumoniae expresa una estructura de lípido A caracterizada por la presencia de una cadena de 2-hidroximiristato como acilación secundaria. Nuestras observaciones indican que el lípido A expresado en el pulmón es menos inflamatorio que el expresado cuando la bacteria crece en medios de cultivo tradicionales. Además, el lípido A expresado por K. pneumoniae in vivo juega un importante papel en la resistencia de la bacteria frente a péptidos antimicrobianos.

K. pneumoniae is a Gram negative bacterium which causes urinary tract infections as well as community-acquired and nosocomial pneumonia. Lipopolysaccharide (LPS) is the major component of the outer membrane of Gram negative bacteria. LPS is a negatively charged polysaccharide anchored to a hydrophobic region, the endotoxic lipid A. In bacteria, two component transduction systems detect environmental changes and trigger the expression of genes responsible for lipid A modifications. Lipid A remodelling helps maintaining cellular integrity, confers resistance to many antimicrobial peptides as well as modulates host’s immune response. Previous results from our laboratory showed that Hfq regulates lipid A modifications in Yersinia enterocolitica O8. In this doctoral thesis we demonstrate that Hfq also regulates lipid A modifications in other Enterobacteriaceae such as Salmonella Typhimurium and K. pneumoniae. In a second study, we have characterised for the first time the lipid A structure expressed by K. pneumoniae in vivo during a lung infection without the need of a previous isolation step on traditional culture media. During the course of a lung infection, K. pneumoniae expresses a lipid A characterised by the presence of a 2-hydroxymiristate as a secondary acylation. Our results show that the lipid A expressed by K. pneumoniae in vivo in the lung is less inflammatory than the lipid A expressed when cultured on traditional culture media. Furthermore, this lipid A found in the lung plays a major role conferring resistance to antimicrobial peptides.