Regulación de la expresión de las toxinas CTX y STX: Estudio in vitro de regulación post-transcripcional de los genes ctx1ab y stx1ab de Vibrio cholerae y Shigella dysenteriae - Blancas Albán, Lucia (2018)
Vibrio cholerae y Shigella dysenteriae, entre otras bacterias enteropatógenas, causan enfermedades gastrointestinales, la segunda causa de muerte en niños menores de cinco años en el mundo. Los sucesos de gastroenteritis que desencadenan dichos microorganismos son mediados por la acción molecular de toxinas secretadas de tipo AB, CTX y STX, respectivamente para V, cholerae y S, dysenteriae. Dichas toxinas causan desbalances iónicos y lisis celular, generando deshidratación, pérdida de electrolitos y nutrientes. El correcto funcionamiento de ambas toxinas requiere una relación estricta de cinco subunidades de la proteína B por cada subunidad A, sin embargo, los mecanismos moleculares que regulan la expresión y mantienen la relación 5:1 entre las subunidades son poco entendidos. El objetivo de este estudio es analizar la regulación post transcripcional de las toxinas CTX y STX mediante aproximaciones experimentales in vitro y usando reacciones libres de células, en un entorno altamente puro y controlado. Nuestros resultados in vitro indican que CTX se expresa de manera más eficiente que STX. En el caso de CTX, la subunidad B tuvo mayor expresión que A, con una relación cercana a 5:1 como visto en estudios previos realizados in vivo. Por el contrario, STX fue sintetizada con baja eficiencia independientemente de la presencia o ausencia de la región codificantes para STXA, desviándose notablemente de una relación activa de 5 B por cada subunidad A. La adición de ppGpp, molécula implicada en la respuesta al estrés en bacterias, resultó en una ligera disminución de la expresión de ambas toxinas. En conclusión, nuestros resultados indican que la relación de 5 a 1 entre B y A de las toxinas CTX de V. cholerae es regulada durante la síntesis de proteínas. Por el contrario, la ausencia de regulación a nivel transcripcional o traduccional de STX del presente estudio in vitro, fue también observada en estudios in vivo, indicando que en la célula existen otros factores que podrían modular la estequiometría de síntesis. Si bien ambas toxinas, CTX y STX, permanecen a la misma familia de exotoxinas, los resultados del presente estudio indican que la regulación de su expresión difiere ampliamente entre ellas. Los resultados aquí reportados brindan nuevas perspectivas para el desarrollo de moléculas inhibidoras, con especial énfasis en perturbar el ribosoma de V, cholerae, para un desbalance en la síntesis de la toxina CTX y así reducir la patogenicidad de la bacteria.