BvrR/BvrS-controlled outer membrane proteins Omp3a and Omp3b are not essential for Brucella abortus virulence

Abstract

The Brucella abortus two-component regulatory system BvrR/BvrS controls the expression of outer membrane proteins (Omp) Omp3a (Omp25) and Omp3b (Omp22). Disruption of bvrS or bvrR generates avirulent mutants with altered cell permeability, higher sensitivity to microbicidal peptides, and complement. Consequently, the role of Omp3a and Omp3b in virulence was examined. Similar to bvrS or bvrR mutants, omp3a and omp3b mutants displayed increased attachment to cells, indicating surface alterations. However, they showed unaltered permeability; normal expression of Omp10, Omp16, Omp19, Omp2b, and Omp1; native hapten polysaccharide; and lipopolysaccharide and were resistant to complement and polymyxin B at ranges similar to those of the wild-type (WT) counterpart. Likewise, omp3a and omp3b mutants were able to replicate in murine macrophages and in HeLa cells, were resistant to the killing action of human neutrophils, and persisted in mice, like the WT strain. Murine macrophages infected with the omp3a mutant generated slightly higher levels of tumor necrosis factor alpha than the WT, whereas the bvrS mutant induced lower levels of this cytokine. Since the absence of Omp3a or Omp3b does not result in attenuation, it can be concluded that BvrR/BvrS influences additional Brucella properties involved in virulence. Our results are discussed in the light of previous works suggesting that disruption of omp3a generates attenuated Brucella strains, and we speculate on the role of group 3 Omps.

El sistema regulador de dos componentes Brucella abortus BvrR/BvrS controla la expresión de las proteínas de la membrana externa (Omp) Omp3a (Omp25) y Omp3b (Omp22). La interrupción de la bvrS o bvrR genera mutantes avirulentos con permeabilidad celular alterada, mayor sensibilidad a los péptidos microbicidas y al complemento. Por consiguiente, se examinó el papel de Omp3a y Omp3b en la virulencia. De manera similar a los mutantes bvrS o bvrR, los mutantes omp3a y omp3b mostraron un mayor apego a las células, lo que indica alteraciones en la superficie. Sin embargo, mostraron permeabilidad inalterada; expresión normal de Omp10, Omp16, Omp19, Omp2b y Omp1; polisacárido hapteno nativo; y lipopolisacárido y fueron resistentes al complemento y a la polimixina B en rangos similares a los de su homólogo de tipo silvestre (WT). Asimismo, los mutantes omp3a y omp3b pudieron replicarse en macrófagos murinos y en células HeLa, fueron resistentes a la acción asesina de los neutrófilos humanos y persistieron en ratones, como la cepa WT. Murine Los macrófagos infectados con el mutante omp3a generaron niveles ligeramente más altos del factor de necrosis tumoral alfa que el TW, mientras que el mutante bvrS indujo niveles más bajos de esta citoquina. Dado que la ausencia de Omp3a u Omp3b no produce atenuación, se puede concluir que el BvrR/BvrS influye en las propiedades adicionales de Brucella implicadas en la virulencia. Nuestros resultados se discuten a la luz de trabajos anteriores que sugieren que la interrupción de omp3a genera cepas de Brucella atenuadas, y especulamos sobre el papel del grupo 3 Omps.