Pseudomonas aeruginosa és un patogen oportunista amb una gran importància clínica, atès que constitueix una de les causes més freqüents d'infecció hospitalària i s'associa a una mortalitat elevada. A més, cal sumar-hi l'enorme capacitat que té per desenvolupar resistències als antibiòtics, entre els quals als β-lactàmics, que són els antibiòtics prescrits amb més freqüència per al tractament tant d'infeccions comunitàries com hospitalàries.

El principal mecanisme de resistència a aquests antimicrobians consisteix en la producció de la β-lactamasa cromosòmica AMPc, la regulació de la qual està relacionada íntimament amb el remodelat/reciclat del peptidoglicà (un component important de la paret bacteriana), la qual cosa també sembla estar connectada amb l'eficàcia biològica (o fitness) i la virulència.

L'objectiu general de la tesi doctoral de Marcelo Pérez Gallego, defensada a la Universitat de les Illes Balears, va ser analitzar les connexions entre la regulació de l'expressió del gen AMPc, la fisiologia del reciclatge del peptidoglicà, el fitness i la virulència de P. aeruginosa.

Per fer-ho, va realitzar una caracterització fenotípica i va analitzar diversos paràmetres i gens relacionats amb el fitness i la virulència de dues soques de P. aeruginosa (PAO1 i PA14) en una àmplia bateria de mutants knockout (simples i/o múltiples) en diferents gens clau en la regulació d’AMPc i el reciclatge del peptidoglicà.

Una de les principals conclusions d'aquesta recerca, és que la soca PA14 de P. aeruginosapresenta una dinàmica de desrepressió d'AMPc similar a la de PAO1, encara que amb notables diferències quantitatives en els efectes de la inactivació dels gens AMPd i DACb.

A més, la triple inactivació de les amidases AMPd, AMPdh2 i AMPdh3 (enzims de la ruta del reciclatge del peptidoglicà) té diverses conseqüències fenotípiques en els mutants de PAO1 i PA14: desrepressió d'AMPc, pèrdua de fitness, amb augment del temps de duplicació, reducció de la motilitat, pèrdua gairebé total de la citotoxicitat, independent de la motilitat, i reducció de la virulència en model d'infecció en invertebrats.

En tercer lloc, la pèrdua de virulència es va correlacionar amb un descens en l'expressió de gens que hi són clau. I, finalment, tant la desrepressió d'AMPc com l'alteració del reciclatge del peptidoglicà són esdeveniments necessaris, però no suficients per separat, per produir el fenotip descrit.

Encara que de moment es desconeixen les bases moleculars específiques del fenotip atenuat, les troballes suposen un gran avanç en el coneixement de les respostes bacterianes de resistència a β-lactàmics. Així, els elements participants en el reciclatge del peptidoglicà es presenten com a dianes que caldrà explorar en el futur i podran ser útils per al desenvolupament d'estratègies per combatre les infeccions causades per P. aeruginosa.

Els resultats d'aquesta tesi es varen plasmar a l'article Impact of AmpC Derepression on Fitness and Virulence: the Mechanism or the Pathway?, publicat per la prestigiosa revista mBio, de l’American Society for Microbiology, i va rebre el premi a la millor publicació científica de 2016 de l'Hospital Universitari Son Espases.

Fitxa de la tesi doctoral

• Títol: Conexión entre metabolismo del peptidoglicano, resistencia a beta-lactámicos y virulencia en Pseudomonas aeruginosa
• Autor: Marcelo Pérez Gallego
• Programa de doctorat: Microbiologia Ambiental i Biotecnologia
• Director: Antonio Oliver Palomo i Carlos Juan Nicolau 

Font: UIB