Publicação
The role of iron uptake in Staphylococcus epidermidis biofilm formation and virulence
| Resumo: | Staphylococcus epidermidis é um importante microrganismo comensal da pele e mucosas em humanos, sendo também uma causa frequente de infeções potencialmente fatais em pacientes imunocomprometidos. A sua capacidade assinalável de formar biofilmes é amplamente apontada como o seu principal determinante patogénico. Apesar de se terem alcançado significativos avanços no entendimento dos seus mecanismos de formação de biofilme, esta espécie bacteriana continua a ser responsável por uma proporção significativa de infeções associadas aos cuidados de saúde, particularmente aquelas relacionadas com o uso de dispositivos médicos implantáveis. Este facto enfatiza a importância de um melhor entendimento do processo de formação de biofilme em S. epidermidis e dos fatores que o modulam. Tendo em conta que S. epidermidis enfrenta uma severa privação de ferro assim que entra na corrente sanguínea, testou-se a hipótese de que a aquisição de ferro desempenha um papel importante na formação de biofilme por S. epidermidis e na sua evasão ao sistema imune inato do hospedeiro. Os primeiros dados experimentais revelaram uma capacidade comprometida de S. epidermidis em formar biofilmes sob condições de restrição de ferro, principalmente atribuíveis a uma redução da taxa de crescimento, da viabilidade celular e da produção de adesina polissacarídica intercelular (PIA/PNAG). No entanto, e não obstante as condições desfavoráveis, S. epidermidis apresenta capacidade de proliferar neste cenário, implicando que esta espécie tem mecanismos dedicados à aquisição de ferro. Uma inspeção dos genomas de S. epidermidis disponíveis, juntamente com experiências de transcrição, levou à identificação de um grupo de genes putativamente envolvidos na aquisição de ferro. Seguindo uma abordagem mutagénica, foi demonstrado que uma dessas regiões genéticas (subsequentemente denominada sfaABCD) codifica a única via biossintética de sideróforos em S. epidermidis. Surpreendentemente, a eliminação de sfaABCD ou de dois outros loci que codificam um putativo transportador ABC de complexos ferro-sideróforo (htsABC e fhuA) resultou em estirpes mutantes seriamente incapacitadas de formar biofilme em condições de restrição de ferro. A eliminação de sfaABCD foi igualmente associada a uma replicação bacteriana mais baixa ou nula em macrófagos humanos e de ratinho, a uma inibição da produção de espécies reativas de oxigénio por neutrófilos e uma maior suscetibilidade à morte mediada por peróxido de hidrogénio. Os dados deste estudo mostram que a aquisição de ferro mediada por sideróforo é um importante processo para a formação de biofilmes por S. epidermidis sob condições de deficiência de ferro, mas também para a modulação da interação desta bactéria com o sistema imune inato do hospedeiro. Em última instância, estes resultados sugerem que a inibição deste processo de aquisição de ferro pode ser eficaz no tratamento de infeções por S. epidermidis associadas à formação de biofilme. |
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| Autores principais: | Oliveira, Fernando Eduardo Freitas |
| Assunto: | biofilmes ferro macrófagos sideróforos Staphylococcus epidermidis biofilms iron macrophages siderophores |
| Ano: | 2019 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | Staphylococcus epidermidis é um importante microrganismo comensal da pele e mucosas em humanos, sendo também uma causa frequente de infeções potencialmente fatais em pacientes imunocomprometidos. A sua capacidade assinalável de formar biofilmes é amplamente apontada como o seu principal determinante patogénico. Apesar de se terem alcançado significativos avanços no entendimento dos seus mecanismos de formação de biofilme, esta espécie bacteriana continua a ser responsável por uma proporção significativa de infeções associadas aos cuidados de saúde, particularmente aquelas relacionadas com o uso de dispositivos médicos implantáveis. Este facto enfatiza a importância de um melhor entendimento do processo de formação de biofilme em S. epidermidis e dos fatores que o modulam. Tendo em conta que S. epidermidis enfrenta uma severa privação de ferro assim que entra na corrente sanguínea, testou-se a hipótese de que a aquisição de ferro desempenha um papel importante na formação de biofilme por S. epidermidis e na sua evasão ao sistema imune inato do hospedeiro. Os primeiros dados experimentais revelaram uma capacidade comprometida de S. epidermidis em formar biofilmes sob condições de restrição de ferro, principalmente atribuíveis a uma redução da taxa de crescimento, da viabilidade celular e da produção de adesina polissacarídica intercelular (PIA/PNAG). No entanto, e não obstante as condições desfavoráveis, S. epidermidis apresenta capacidade de proliferar neste cenário, implicando que esta espécie tem mecanismos dedicados à aquisição de ferro. Uma inspeção dos genomas de S. epidermidis disponíveis, juntamente com experiências de transcrição, levou à identificação de um grupo de genes putativamente envolvidos na aquisição de ferro. Seguindo uma abordagem mutagénica, foi demonstrado que uma dessas regiões genéticas (subsequentemente denominada sfaABCD) codifica a única via biossintética de sideróforos em S. epidermidis. Surpreendentemente, a eliminação de sfaABCD ou de dois outros loci que codificam um putativo transportador ABC de complexos ferro-sideróforo (htsABC e fhuA) resultou em estirpes mutantes seriamente incapacitadas de formar biofilme em condições de restrição de ferro. A eliminação de sfaABCD foi igualmente associada a uma replicação bacteriana mais baixa ou nula em macrófagos humanos e de ratinho, a uma inibição da produção de espécies reativas de oxigénio por neutrófilos e uma maior suscetibilidade à morte mediada por peróxido de hidrogénio. Os dados deste estudo mostram que a aquisição de ferro mediada por sideróforo é um importante processo para a formação de biofilmes por S. epidermidis sob condições de deficiência de ferro, mas também para a modulação da interação desta bactéria com o sistema imune inato do hospedeiro. Em última instância, estes resultados sugerem que a inibição deste processo de aquisição de ferro pode ser eficaz no tratamento de infeções por S. epidermidis associadas à formação de biofilme. |
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