Processo autofágico no reconhecimento de Escherichia coli enteroinvasora: um possível mecanismo da degradação bacteriana por células epiteliais
Autophagy in recognition of Enteroinvasive Escherichia coli: a possible bacterial degradation mechanism by epithelial cells
Publication year: 2016
Theses and dissertations in Portugués presented to the Universidade de São Paulo. Faculdade de Ciências Farmacêuticas to obtain the academic title of Doutor. Leader: Baquerizo, Marina
O reconhecimento de bactérias invasoras pelas células hospedeiras através do processo autofágico é um fator chave na determinação da infecção bacteriana. Escherichia coli enteroinvasora (EIEC) possui uma proteína, denominada IcsB, que em estudos em Shigella, é responsável pela inativação deste processo de degradação bacteriana. Uma vez que EIEC expressa menos IcsB do que S. flexneri, nos propusemos a investigar o processo autofágico na infecção por EIEC, utilizando as técnicas de mutação gênica por inserção, western-blot, microscopia de fluorescência e eletrônica de transmissão e microarray. Verificamos que a proteína IcsB é um fator de virulência importante na camuflagem de EIEC, pois quando pouco ou nada expresso, há um maior reconhecimento da bactéria pelas células hospedeiras, favorecendo sua menor disseminação. Isto corrobora não somente com a transcrição gênica, mas com a importância da sequência de nucleotídeos deste gene, uma vez que a cepa de E. coli SM124/13 complementada com o icsB de Shigella se mostrou mais eficiente na disseminação dentro da célula hospedeira. De forma interessante, IcsB apresentou um papel inédito na regulação da resposta inflamatória das células HeLa, onde a ausência de IcsB em EIEC promoveu uma intensa perturbação na homeostase da célula hospedeira, com aumento da secreção de IL-6, IL-8 e morte celular. Adicionalmente, ficou evidente que a célula eucariótica responde de maneira distinta frente a infecção por EIEC e Shigella flexneri. EIEC provavelmente ativou o processo autofágico em células humanas de forma não canônica. Nossa hipótese seria de que EIEC é reconhecida pelo processo autofágico, podendo ser este um importante fenômeno de reconhecimento bacteriano que colabore para a menor disseminação intracelular de EIEC, e assim tornar sua doença mais branda, quando comparada com a infecção por Shigella
The invasive bacteria recognition by host cells through autophagy is a key factor for determining bacterial infection. Enteroinvasive Escherichia coli (EIEC) express a protein IcsB, which in Shigella, is known for inactivating the bacterial degradation process. Once EIEC showed less expression of icsB when compared to S. flexneri, we proposed to investigate the autophagy caused by EIEC infection, using techniques such as gene mutation by insertion, western blot, fluorescence microscopy, transmission electron microscopy and microarray. Our results showed that IcsB protein is an important virulence factor in EIEC because it causes a camouflage of the bacteria in the eukaryotic cell. When there is a low expression of the protein, the cell recognition of the invasive bacteria is high, decreasing the bacteria dissemination. This found confirms the importance of the gene transcription and the gene sequence, since the strain E. coli SM124/13, complemented with icsB from Shigella, showed higher dissemination efficiency inside of the host cell. Interestingly, IcsB showed a new role on regulating the inflammatory response in Hela cells. The absence of IcsB in EIEC generated an intense disturbance of the cell homeostasis, increased the secretion of IL-6 and IL-8, and caused cell death. Additionally, our results revealed that eukaryotic cell infected by EIEC or Shigella flexneri showed distinguish responses. In EIEC infection, the autophagy was activated in human cells, but not in a conventional mode. Our hypothesis is that EIEC is recognized by autophagy, being an important cell process for bacterial recognition. This process can cause a decrease in the intracellular spread of EIEC making the infection less severe when compared to the infection caused by Shigella