Estudio del bacteriófago implicado en la expresión de la toxina Shiga

Abstract

El Síndrome Urémico Hemolítico (SUH) se define por la aparición simultánea de anemia hemolítica, trombocitopenia e insuficiencia renal aguda. Esto conduce a la lesión patológica denominada microangiopatía trombótica, que afecta principalmente al riñón, así como a otros órganos. La principal causa de SUH son las infecciones con Escherichia coli productoras de toxina Shiga (STEC). Argentina presenta la mayor incidencia a nivel mundial y, además, es la principal causa de falla renal aguda en la infancia y la segunda causa de trasplante renal en la adolescencia. Aunque la diálisis peritoneal ha reducido significativamente la mortalidad, aún no existen terapias preventivas, ni tratamientos específicos que posibiliten controlar el nivel de daño renal. La expresión de toxina Shiga (Stx) por parte de las células huésped, fue reportada in vitro e in vivo por nuestro grupo de trabajo. Teniendo en cuenta estos reportes, la capacidad del bacteriófago de generar progenie e infectar bacterias susceptibles en el intestino, la incapacidad de desarrollar SUH de cepas mutadas en el mecanismo de escisión del bacteriófago y la evidencia bibliográfica sobre la capacidad de ciertos bacteriófagos de ser internalizados en células eucariotas, es que nos planteamos los siguientes objetivos: evaluar al bacteriófago como nuevo target terapéutico, evaluar la relevancia de la expresión de toxina Stx por parte de las células huésped y entender los mecanismos implicados en la internalización del bacteriófago 933W en células eucariotas. Como los genes que codifican las dos subunidades de Stx se encuentran en genomas de bacteriófagos, se decidió evaluar el rol de la inducción de bacteriófagos en el desarrollo del SUH en ausencia del background genómico de la E. coli O157:H7, cepa patogénica más relevante a nivel mundial. Los ratones se inocularon con una cepa de E. coli no patógena que llevaba el bacteriófago lisogénico 933W productor de toxina Stx (C600:933W), y se indujo la escisión del bacteriófago mediante el uso de antibióticos. Observamos que los ratones desarrollaron parámetros fisiológicos típicos de infección con E. coli patogénica, mostrando que el bacteriófago es suficiente para el desarrollo del SUH. Esto nos permite contar con un nuevo modelo de ratón para evaluar los enfoques terapéuticos centrados en el bacteriófago como nuevo target. Con el objetivo de lograr neutralizar la capacidad infectiva del bacteriófago se testearon 2 compuestos: péptidos catiónicos e hidróxido de bismuto. Hemos informado previamente la inactivación de bacteriófagos que codifican Stx luego del tratamiento con quitosan. Los péptidos antimicrobianos catiónicos (cAMPs) son secuencias aminoácidas lineales cortas, con una carga neta positiva, que muestran actividad bactericida o bacteriostática contra una amplia gama de especies bacterianas. Para evaluar si las propiedades catiónicas son responsables de la inactivación de bacteriófagos, se probaron siete péptidos catiónicos con actividad antimicrobiana como agentes antibacteriofágicos y un péptido catiónico de secuencia aleatoria sin actividad antimicrobiana como control. El uso del hidróxido de bismuto, un compuesto con efectos inhibitorios sobre cepas STEC y capaz de inactivar la toxina Stx, se estudió in vitro e in vivo. Mediante el uso de microscopía confocal y FACS, se comprobó la capacidad de internalización del bacteriófago en células eucariotas. Teniendo en cuenta los resultados previos con hidróxido de bismuto y la bibliografía presente que infroma del uso de motivos RGD, se evaluó la capacidad neutralizante de los mismos en un entorno eucariota.