GRUPOS DE INVESTIGACIÓN

Patogénesis Bacteriana

RESUMEN

Nuestro laboratorio ha efectuado hallazgos y desarrollado herramientas de estudio acerca de mecanismos moleculares de transducción de señales en las enterobacterias Salmonella enterica y Serratia marcescens, enteropatógenos primario y oportunista, respectivamente. Nos focalizamos en caracterizar los sistemas de transducción de señales de la familia de dos componentes (TCS), reguladores centrales que vinculan señales del medio ambiente extra- e intra-hospedador y modulan la expresión témporo-espacial de fenotipos clave en la progresión de las infecciones bacterianas. Debido a la incidencia global de las infecciones bacterianas, y la adquisición de resistencia y progresiva pérdida de efectividad de las drogas anti-bacterianas, abordamos el desafío de desarrollar estrategias para rastreo, identificación y/o síntesis de nuevos agentes químicos que bloqueen la virulencia, con blanco en TCS y en efectores de patogenicidad.  
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LÍNEA DE INVESTIGACIÓN

Detección e identificación de nuevos compuestos antibacterianos

La aparición de bacterias patógenas multirresistentes amenaza el éxito del tratamiento de la mayoría de las enfermedades infecciosas, volviendo ineficaces los antibióticos administrados actualmente. Esto urge el desarrollo de nuevos agentes antibacterianos dirigidos contra dianas bacterianas alternativas. Nuestro grupo de laboratorio se dedica a identificar nuevos compuestos que interfieren con los procesos patógenos bacterianos con el objetivo final de desarrollar fármacos antivirales que puedan utilizarse como antimicrobianos para uso terapéutico.

Desde sus inicios, nuestro equipo se dedicó al análisis de la familia de sistemas reguladores de dos componentes, centrándose en la cascada reguladora de transducción de señales dependiente de PhoP/PhoQ en Salmonella typhimurium. Este sistema de transducción de señales controla la expresión de más de 60 genes implicados en la homeostasis del magnesio, la resistencia a péptidos antimicrobianos, la invasión de células no fagocíticas y la supervivencia a lo largo del ciclo infeccioso en el huésped. Mediante enfoques bioquímicos, genéticos y de biología molecular, hemos definido aspectos esenciales del mecanismo de transducción dependiente de PhoP/PhoQ: detección de señales, reconocimiento específico de PhoP/PhoQ, reacciones de fosfotransferencia y citolocalización dinámica de los componentes del sistema. Paralelamente, hemos determinado la identidad y los mecanismos de expresión de los genes dependientes de PhoP/PhoQ. Con este conocimiento, y considerando que los sistemas de dos componentes son ubicuos en bacterias, pero ausentes en células de mamíferos, nuestro grupo se centra en la identificación de nuevos compuestos capaces de modular el sistema PhoP/PhoQ, con potencial uso farmacológico.

Regulación genética y patogénesis bacteriana en Serratia marcescens

S. marcescens es un agente etiológico de infecciones del tracto urinario y respiratorio, endocarditis, osteomielitis, infecciones oculares y de heridas, meningitis y sepsis. Serratia presenta una alta incidencia en pacientes inmunodeprimidos y también en unidades de cuidados intensivos neonatales. El análisis de los mecanismos patogénicos de bacterias oportunistas como Serratia, con gran impacto en países subdesarrollados y en desarrollo, ha priorizado la comprensión de las resistencias múltiples a los antibióticos. Esta información es valiosa para implementar estrategias de lucha contra las infecciones a corto plazo. Sin embargo, para la mayoría de las bacterias oportunistas, el análisis de los mecanismos de virulencia y los factores implicados en la interacción patógeno-huésped a largo plazo (colonización, invasión y diseminación) ha quedado relegado. Este conocimiento constituye la base para el desarrollo de dianas terapéuticas alternativas.

Nuestro laboratorio ha demostrado que Serratia marcescens tiene la capacidad no solo de promover su internalización en células no fagocíticas, sino también de sobrevivir y proliferar intracelularmente. Demostramos que la vacuola que contiene Serratia despliega una vía de tráfico que se desvía de la ruta canónica, evitando los mecanismos fisiológicos que promueven la eliminación bacteriana. Tras la proliferación intracelular, la expresión de un efector bacteriano permite a Serratia salir de la célula invadida mediante un proceso no lítico, lo que facilita su diseminación. Paralelamente, hemos demostrado que fenotipos como la movilidad natatoria y de enjambre, la adherencia a las células hospedadoras, los niveles de expresión de las citolisinas ShlA y PhlA, y la capacidad de producir vesículas en la membrana externa dependen del estado de activación del sistema de transducción de señales Rcs. Estos resultados revelaron que el sistema Rcs es clave para la adecuada regulación temporal y espacial de la expresión de los rasgos patogénicos de Serratia.

En resumen, nuestro grupo ha dilucidado un repertorio de mecanismos reguladores adaptativos y efectores específicos que Serratia despliega para sobrevivir, proliferar y diseminarse tanto dentro como fuera del hospedador. Por todas estas características, Serratia marcescens constituye un modelo óptimo para contribuir aún más a la comprensión de la interacción bacteria-huésped.

“Unraveling the Role of UilS, a urea-induced acyl-homoserine lactonase that enhances Serratia marcescens fitness, interbacterial competition and urinary tract infection” 

Autores: Marisel R. Tuttobene, Brayan S. Arango Gil, Gisela Di Venanzio, Javier F. Mariscotti, Rodrigo Sieira, Mario F. Feldman, María Soledad Ramirez and Eleonora García Véscovi 

Diario: mBio

Descargas:

mBio-Tuttobene et al-Supplementary Material

mBio Tuttobene et al- Table S1

Título: Quinazoline-Based Antivirulence Compounds Selectively Target Salmonella PhoP/PhoQ Signal Transduction System

Autores: María Ayelén Carabajal, Christopher R. M. Asquith, Tuomo Laitinen, Graham J. Tizzard, Lucía Yim, Analía Rial, José A. Chabalgoity, William J. Zuercher, Eleonora García Véscovi

Descargar: Supplementary-Information-Combined

 

 

 

Título: PrtA-mediated flagellar turnover is essential for robust biofilm development in Serratia marcescens

Autores: Marisel R. Tuttobene, Roberto E. Bruna, María Victoria Molino and Eleonora García Véscovi1*

Diario: Applied and Environmental Microbiology

Descargar:

Tuttobene et al – Table S3

Tuttobene et al – Supplementary Material

IMÁGENES DE NUESTRAS INVESTIGACIONES

PUBLICACIONES Y PATENTES

A natural product from Streptomyces targets PhoP and exerts antivirulence action against Salmonella enterica.

J. Antimicrobial Chemotherapy. In press. DOI: 10.1093/jac/dkac278. Bruna RE, Casal A, Bercovich B, Gramajo H, Rodríguez E and García Véscovi E* (2022).

A natural product from Streptomyces targets PhoP and exerts antivirulence action against Salmonella enterica.

J. Antimicrobial Chemotherapy. In press. DOI: 10.1093/jac/dkac278. Bruna RE, Casal A, Bercovich B, Gramajo H, Rodríguez E and García Véscovi E* (2022).
DOI

Effect-Directed Synthesis of PhoP/PhoQ Inhibitors to Regulate Salmonella Virulence,

J. Agric. Food Chem., 70, 22, 6755–6763. Cabezudo I, Lobertti CA., García Véscovi* E and Furlan RLE* (2022).

Effect-Directed Synthesis of PhoP/PhoQ Inhibitors to Regulate Salmonella Virulence,

J. Agric. Food Chem., 70, 22, 6755–6763. Cabezudo I, Lobertti CA., García Véscovi* E and Furlan RLE* (2022).
DOI

The fliR gene contributes to the virulence of S. marcescens in a Drosophila intestinal infection model.

Sci Rep Feb 23;12(1):3068. Sina Rahme B, Lestradet M, Di Venanzio G, Ayyaz A, Yamba MW, Lazzaro M, Liégeois S, Garcia Véscovi E, Ferrandon D (2022).

The fliR gene contributes to the virulence of S. marcescens in a Drosophila intestinal infection model.

Sci Rep Feb 23;12(1):3068. Sina Rahme B, Lestradet M, Di Venanzio G, Ayyaz A, Yamba MW, Lazzaro M, Liégeois S, Garcia Véscovi E, Ferrandon D (2022).
DOI

Histone-like nucleoid-structuring protein (H-NS) regulatory role in antibiotic resistance in Acinetobacter baumannii.

Sci Rep. 11, 18414, Rodgers D, Le C, Pimentel C, Tuttobene MR, Subils T, Escalante J, Nishimura B, Vescovi EG, Sieira R, Bonomo RA, Tolmasky ME, Ramirez MS. (2021).

Histone-like nucleoid-structuring protein (H-NS) regulatory role in antibiotic resistance in Acinetobacter baumannii.

Sci Rep. 11, 18414, Rodgers D, Le C, Pimentel C, Tuttobene MR, Subils T, Escalante J, Nishimura B, Vescovi EG, Sieira R, Bonomo RA, Tolmasky ME, Ramirez MS. (2021).
DOI

Serratia marcescens RamA expression is under PhoP-dependent control and modulates lipid A-related genes transcription and antibiotic resistance phenotypes.

J. Bacteriol. (2021) Jun 8;203(13):e0052320. Mariscotti, JF, García Véscovi, E*. (2021).

Serratia marcescens RamA expression is under PhoP-dependent control and modulates lipid A-related genes transcription and antibiotic resistance phenotypes.

J. Bacteriol. (2021) Jun 8;203(13):e0052320. Mariscotti, JF, García Véscovi, E*. (2021).
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📍#Biolíderes2025
Estamos viviendo una jornada intensa en el lab del IBR: experimentos, intercambio y ciencia en primera persona. 🧬👨‍🔬👩‍🔬
Gracias a quienes están explorando, probando y entendiendo la biotecnología desde adentro.
#IBR #CienciaArgentina #Biotecnología #Innovación🚀