Papel de una etanolamina-fosfato transferasa y una glicosil transferasa en la síntesis del lipopolisacárido de Brucella y utilización de una acetil transferaas para la modificación epitópica de la cadena O

Abstract

La brucelosis es una de las zoonosis bacterianas más importantes y afecta a mamíferos terrestres y marinos. El lipopolisacárido de Brucella tiene un papel crucial en la virulencia y es considerado como un patrón asociado a patógeno alterado. En este trabajo, hemos investigado la función de dos hipotéticas glicosil transferasas de lipopolisacárido [BAB1_0351 (wadB) y BAB1_1620] y de una hipotética etanolaminafosfato transferasa (BMEI0118). El mutante wadB en B. abortus (BABwadB), B.melitensis y B. suis biovar 2 carece de parte del núcleo del lipopolisacárido, pero mantiene intacta la cadena O. BABwadB es más sensible al suero y a los péptidos bactericidas y está atenuado en células dendríticas y en ratones. Además, es capaz de inducir una respuesta inmune protectora. Por otro lado, BAB1_1620, una glicosil transferasa relacionada con otras implicadas en la síntesis del lipopolisacárido, parece no estar relacionada con este proceso en B. abortus. Así mismo, su función no es esencial para la virulencia en ratones. Por otra parte, hemos demostrado que la proteína codificada por BMEI0118 (BMElptA) actúa como una transferasa que incorpora etanolamina-fosfato al lípido A. Esta modificación contribuye al bajo reconocimiento del lipopolisacárido por parte de algunos efectores del sistema inmune innato, ya que el mutante en BMELptA es más sensible al efecto bactericida del suero normal y a los péptidos catiónicos. Esta ORF presenta ortólogos en otras -2 Proteobacteria como Ochrobactrum, Sinorhizobium y Agrobacterium. La interferencia de la vacunación en el diagnóstico es un aspecto crucial para el control de la brucelosis, ya que los anticuerpos generados, dirigidos principalmente frente al lipopolisacárido, son comunes a animales infectados y vacunados. La expresión en Brucella de wbdR (acetil transferasa de cadena O en E. coli O 157:H7) lleva a la incorporación de residuos acetilo a la perosamina, generando un nuevo epítopo inmunogénico. Esta modificación posibilitará la elaboración de un nuevo test diagnóstico.

Brucellosis is a disease of terrestrial and marine mammals and an important zoonosis. Brucella lipopolysaccharide plays a major role in virulence and is considered as a molecule with a modified pathogen-associated molecular pattern. The role of two hypothetical lipopolysaccharide core glycosyltransferases [BAB1_0351 (wadB) and BAB1_1620] and a putative phosphoethanolamine transferase (BMEI0118) was investigated. A wadB mutant in B. abortus, B. melitensis and B. suis biovar 2 lacked part of the lipopolysaccharide core but kept the O-chain. The wadB B. abortus mutant was sensitive to normal serum and bactericidal peptides and attenuated in dendritic cells and mice. Moreover, it elicited a protective immunoresponse, confirming that core mutants are promising brucellosis vaccines. On the other hand, BAB1_1620, a glycosyltransferase related to others implicated in lipopolysaccharide synthesis, seems not to be related to this process in B. abortus and its function is not essential for full virulence in mice. It is demostrated that BMELptA acts as a transferase that incorporate phosphoethanolamine to the lipid A section. This modification contributes to low recognition of lipopolysaccharide by some innate immune effectors since BMELptA mutant was sensitive to normal serum and bactericidal peptides. BMELptA has orthologous in other -2 Proteobacteria such as Ochrobactrum, Sinorhizobium or Agrobacterium. A crucial aspect in the control of brucellosis is that the use of S-brucellae vaccines interferes in the diagnosis, since they generate antibodies against the O-chain of the lipopolysaccharide, which is also the dominant antigen in infected animals. In order to bypass this difficulty, we have followed a new approach. The expression of wbdR (E. coli O 157:H7 O chain acetyltransferase) in B. abortus 2308 leads to the incorporation of acetyl residues to the perosamine polysaccharide, creating a new immunogenic epitope that could be the base for the elaboration of new diagnostic tests.