Dinámica de Activación e Inactivación del Sistema de Dos Componentes BvrR/BvrS durante la Vida Intracelular de Brucella

Abstract

Las bacterias del género Brucella son patógenos intracelulares de vertebrados con la capacidad facultativa de crecer extracelularmente. El establecimiento de la vida intracelular de Brucella involucra al menos cuatro pasos: internalización, tráfico, replicación y salida de la célula hospedero. En este trabajo investigamos las interacciones entre las bacterias del género Brucella y su hospedero desde distintas perspectivas. Una vez que las brucelas son internalizadas por las células, diversos f actores de virulencia, como el sistema de dos componentes BvrR/BvrS, VjbR, y el Sistema de Secreción Tipo IV VirB, permiten en conjunto, que las bacterias evadan la ruta endocítica y alcancen las vacuolas del retículo endoplásmico para su replicación. La expresión de estos sistemas de virulencia está estrictamente regulada para expresarse en un momento determinado. Es en esta regulación estricta, donde se involucra el sistema de dos componentes BvrR/BvrS. En es te trabajo confirmamos la regulación directa ejercida por parte de este sistema BvrR/BvrS sobre la expresión del Sistema de Secreción Tipo IV VirB, el regulador transcripcional VjbR y la proteína ExoR. Valiéndonos de un método que diseñamos para la purif icación de las brucelas intracelulares y para la detección de la activación de las diferentes proteínas, determinamos que el sistema de dos componentes BvrR/BvrS detecta la transición de la vida extracelular a intracelular durante la entrada de las brucelas y la transición de la vida intracelular a extracelular durante la salida de la bacteria de su célula hospedero. Lo anterior induce la autofosforilación de BvrS y la fosforilación de BvrR, lo que eventualmente promueve la expresión de VjbR, y de manera directa e indirecta la expresión de VirB. Este circuito de virulencia permite que las brucelas evadan la ruta endocítica y alcancen retículo endoplásmico durante etapas tempranas de inf ección. Posteriormente, el sistema BvrR/BvrS se activa nuevamente para promover a través de VirB la salida de la bacteria e inducir cambios convirtiéndolas en bacterias más virulentas al incrementar su adhesividad y reiniciar de esta manera un ciclo de infección más eficiente. También aportamos evidencia sobre la propagación de las brucelas demostrando que ellas al salir, f orman grumos bacterianos, similares a las extrusiones extracelulares descritas en Chlamydia. En otro contexto, demostramos que los neutróf ilos infectados con brucelas f uncionan como vehículos (caballo de Troya) para la dispersión de las bacterias. Cuando los neutróf ilos son inf ectados por las brucelas, ellos mueren prematuramente, desatando señales que inducen su fagocitosis por parte de los macrófagos. Todo lo anterior ha permitido entender de manera más integral los mecanismos de virulencia y patogénesis mediados por las bacterias del género Brucella para su invasión, sobrevivencia y propagación en hospederos.