Genes involucrados en la biogénesis de fimbrias afectan la formación de biopelículas por parte de Klebsiella pneumoniae
Palabras clave:
Klebsiella pneumoniae, infecciones oportunistas, biopelículas, fimbrias bacterianas, adherencia bacteriana, genética microbiana
Resumen
Introducción. Klebsiella pneumoniae es un patógeno oportunista comúnmente asociado con infecciones hospitalarias. La persistencia y patogénesis de este microorganismo pueden estar asociadas con su capacidad para formar biopelículas. Entre los factores implicados en la formación de biopelículas en diversos microorganismos están las fimbrias o pili. K. pneumoniae expresa tanto fimbria tipo 1 como fimbria tipo 3, estructuras proteicas importantes en la mediación de la adhesión a células epiteliales y la virulencia.
Objetivo. Identificar genes importantes en la formación de biopelículas de K. pneumoniae.
Materiales y métodos. K. pneumoniae MZ2098 se mutagenizó con el transposón miniTn10Km y subsecuentemente se tamizó para deficiencias en la formación de biopelículas en placas de 96 pozos usando medio BHI-MOPS. Los mutantes seleccionados se analizaron bajo diversas condiciones variando los medios de cultivo y las superficies utilizadas. Los genes interrumpidos por el transposón se identificaron mediante reacción en cadena de la polimerasa arbitraria y secuenciación.
Resultados. De un banco de 9.300 inserciones en K. pneumoniae se obtuvieron 37 mutantes deficientes en su capacidad para formar biopelículas. Se identificaron tres mutantes con inserciones en genes para fimbria con fenotipos notables por su diferencia en cuanto a la capacidad para adherirse a superficies in vitro.
Conclusión. Los resultados indicaron que las fimbrias tipo 1 y 3, ésta última ya implicada en este fenómeno en K. pneumoniae, son factores importantes para la adhesión y la formación de agregados multicelulares.
Descargas
Los datos de descargas todavía no están disponibles.
Referencias bibliográficas
1. Tsay RW, Siu LK, Fung CP, Chang FY. Characteristics of bacteremia between communityacquired and nosocomial Klebsiella pneumoniae infection: risk factor for mortality and the impact of capsular serotypes as a herald for community-acquired infection. Arch Intern Med 2002;162:1021-7.
2. Schembri MA, Blom J, Krogfelt KA, Klemm P. Capsule and fimbria interaction in Klebsiella pneumoniae. Infect Immun 2005;73:4626-33.
3. Maroncle N, Balestrino D, Rich C, Forestier C. Identification of Klebsiella pneumoniae genes involved in intestinal colonization and adhesion using signaturetagged mutagenesis. Infect Immun 2002;70:4729-34.
4. Anderl JN, Franklin MJ, Stewart PS. Role of antibiotic penetration limitation in Klebsiella pneumoniae biofilm resistance to ampicillin and ciprofloxacin. Antimicrob Agents Chemother 2000;44:1818-24.
5. Bouza E, Cercenado E. Klebsiella and Enterobacter: antibiotic resistance and treatment implications. Semin Respir Infect 2002;17:215-30.
6. Mah TF, O'Toole GA. Mechanisms of biofilm resistance to antimicrobial agents. Trends Microbiol 2001;9:34-9.
7. Donlan RM, Costerton JW. Biofilms: survival mechanisms of clinically relevant microorganisms. Clin Microbiol Rev 2002;15:167-93.
8. Langstraat J, Bohse M, Clegg S. Type 3 fimbrial shaft (MrkA) of Klebsiella pneumoniae, but not the fimbrial adhesin (MrkD), facilitates biofilm formation. Infect Immun 2001;69:5805-12.
9. Austin JW, Sanders G, Kay WW, Collinson SK. Thin aggregative fimbriae enhance Salmonella enteritidis biofilm formation. FEMS Microbiol Lett 1998;162:295-301.
10. O'Toole GA, Kolter R. Flagellar and twitching motility are necessary for Pseudomonas aeruginosa biofilm development. Mol Microbiol 1998;30:295-304.
11. Heilmann C, Hussain M, Peters G, Gotz F. Evidence for autolysin-mediated primary attachment of Staphylococcus epidermidis to a polystyrene surface. Mol Microbiol 1997;24:1013-24.
12. Pratt LA, Kolter R. Genetic analysis of Escherichia coli biofilm formation: roles of flagella, motility, chemotaxis and type I pili. Mol Microbiol 1998;30:285-93.
13. Klemm P, Schembri MA. Bacterial adhesins: function and structure. Int J Med Microbiol 2000;290:27-35.
14. Di Martino P, Cafferini N, Joly B, Darfeuille-Michaud A. Klebsiella pneumoniae type 3 pili facilitate adherence and biofilm formation on abiotic surfaces. Res Microbiol 2003;154:9-16.
15. Martinez JJ, Mulvey MA, Schilling JD, Pinkner JS, Hultgren SJ. Type 1 pilus-mediated bacterial invasion of bladder epithelial cells. Embo J 2000;19:2803-12.
16. Alexeyev MF, Shokolenko IN. Mini-Tn10 transposon derivatives for insertion mutagenesis and gene delivery into the chromosome of gram-negative bacteria. Gene 1995;160:59-62.
17. Sambrook J, Fritsch EF, Maniatis T. Molecular cloning: A laboratory manual. Cold Spring Harbor: Cold Spring Harbor Laboratory Press; 1989. p.1659.
18. Miller JH. A short course in bacterial genetics: a laboratory manual and handbook for Escherichia coli and related bacteria. Plainview: Cold Spring Harbor Laboratory Press; 1992. p.496.
19. Watnick PI, Kolter R. Steps in the development of a Vibrio cholerae El Tor biofilm. Mol Microbiol 1999;34:586-95.
20. O'Toole GA, Kolter R. Initiation of biofilm formation in Pseudomonas fluorescens WCS365 proceeds via multiple, convergent signalling pathways: a genetic analysis. Mol Microbiol 1998;28:449-61.
21. Lai YC, Peng HL, Chang HY. RmpA2, an activator of capsule biosynthesis in Klebsiella pneumoniae CG43, regulates K2 cps gene expression at the transcriptional level. J Bacteriol 2003;185:788-800.
22. Frishman D, Mokrejs M, Kosykh D, Kastenmuller G, Kolesov G, Zubrzycki I, et al. The PEDANT genome database. Nucleic Acids Res 2003;31:207-11.
23. Rutherford K, Parkhill J, Crook J, Horsnell T, Rice P, Rajandream MA, et al . Artemis: Sequence visualization and annotation. Bioinformatics 2000;16:944-5.
24. Hagiwara H, Naitou M, Shibata T, Hanaoka F, Eki T, Murakami Y. Identification of the coding region of Saccharomyces cerevisiae chromosome VI using the computer program GenMark. DNA Res 1995;2:247-53.
25. McGinnis S, Madden TL. BLAST: at the core of a powerful and diverse set of sequence analysis tools. Nucleic Acids Res 2004;32:W20-5.
26. Zogaj X, Bokranz W, Nimtz M, Romling U. Production of cellulose and curli fimbriae by members of the family Enterobacteriaceae isolated from the human gastrointestinal tract. Infect Immun 2003;71:4151-8.
27. Joyce SA, Dorman CJ. A Rho-dependent phasevariable transcription terminator controls expression of the FimE recombinase in Escherichia coli. Mol Microbiol 2002;45:1107-17.
28. Solano C, Garcia B, Valle J, Berasain C, Ghigo JM, Gamazo C, et al. Genetic analysis of Salmonella enteritidis biofilm formation: critical role of cellulose. Mol Microbiol 2002;43:793-808.
29. Podschun R, Ullmann U. Klebsiella spp. as nosocomial pathogens: epidemiology, taxonomy, typing methods, and pathogenicity factors. Clin Microbiol Rev 1998;11:589-603.
30. O'Toole G, Kaplan HB, Kolter R. Biofilm formation as microbial development. Annu Rev Microbiol 2000;54:49-79.
2. Schembri MA, Blom J, Krogfelt KA, Klemm P. Capsule and fimbria interaction in Klebsiella pneumoniae. Infect Immun 2005;73:4626-33.
3. Maroncle N, Balestrino D, Rich C, Forestier C. Identification of Klebsiella pneumoniae genes involved in intestinal colonization and adhesion using signaturetagged mutagenesis. Infect Immun 2002;70:4729-34.
4. Anderl JN, Franklin MJ, Stewart PS. Role of antibiotic penetration limitation in Klebsiella pneumoniae biofilm resistance to ampicillin and ciprofloxacin. Antimicrob Agents Chemother 2000;44:1818-24.
5. Bouza E, Cercenado E. Klebsiella and Enterobacter: antibiotic resistance and treatment implications. Semin Respir Infect 2002;17:215-30.
6. Mah TF, O'Toole GA. Mechanisms of biofilm resistance to antimicrobial agents. Trends Microbiol 2001;9:34-9.
7. Donlan RM, Costerton JW. Biofilms: survival mechanisms of clinically relevant microorganisms. Clin Microbiol Rev 2002;15:167-93.
8. Langstraat J, Bohse M, Clegg S. Type 3 fimbrial shaft (MrkA) of Klebsiella pneumoniae, but not the fimbrial adhesin (MrkD), facilitates biofilm formation. Infect Immun 2001;69:5805-12.
9. Austin JW, Sanders G, Kay WW, Collinson SK. Thin aggregative fimbriae enhance Salmonella enteritidis biofilm formation. FEMS Microbiol Lett 1998;162:295-301.
10. O'Toole GA, Kolter R. Flagellar and twitching motility are necessary for Pseudomonas aeruginosa biofilm development. Mol Microbiol 1998;30:295-304.
11. Heilmann C, Hussain M, Peters G, Gotz F. Evidence for autolysin-mediated primary attachment of Staphylococcus epidermidis to a polystyrene surface. Mol Microbiol 1997;24:1013-24.
12. Pratt LA, Kolter R. Genetic analysis of Escherichia coli biofilm formation: roles of flagella, motility, chemotaxis and type I pili. Mol Microbiol 1998;30:285-93.
13. Klemm P, Schembri MA. Bacterial adhesins: function and structure. Int J Med Microbiol 2000;290:27-35.
14. Di Martino P, Cafferini N, Joly B, Darfeuille-Michaud A. Klebsiella pneumoniae type 3 pili facilitate adherence and biofilm formation on abiotic surfaces. Res Microbiol 2003;154:9-16.
15. Martinez JJ, Mulvey MA, Schilling JD, Pinkner JS, Hultgren SJ. Type 1 pilus-mediated bacterial invasion of bladder epithelial cells. Embo J 2000;19:2803-12.
16. Alexeyev MF, Shokolenko IN. Mini-Tn10 transposon derivatives for insertion mutagenesis and gene delivery into the chromosome of gram-negative bacteria. Gene 1995;160:59-62.
17. Sambrook J, Fritsch EF, Maniatis T. Molecular cloning: A laboratory manual. Cold Spring Harbor: Cold Spring Harbor Laboratory Press; 1989. p.1659.
18. Miller JH. A short course in bacterial genetics: a laboratory manual and handbook for Escherichia coli and related bacteria. Plainview: Cold Spring Harbor Laboratory Press; 1992. p.496.
19. Watnick PI, Kolter R. Steps in the development of a Vibrio cholerae El Tor biofilm. Mol Microbiol 1999;34:586-95.
20. O'Toole GA, Kolter R. Initiation of biofilm formation in Pseudomonas fluorescens WCS365 proceeds via multiple, convergent signalling pathways: a genetic analysis. Mol Microbiol 1998;28:449-61.
21. Lai YC, Peng HL, Chang HY. RmpA2, an activator of capsule biosynthesis in Klebsiella pneumoniae CG43, regulates K2 cps gene expression at the transcriptional level. J Bacteriol 2003;185:788-800.
22. Frishman D, Mokrejs M, Kosykh D, Kastenmuller G, Kolesov G, Zubrzycki I, et al. The PEDANT genome database. Nucleic Acids Res 2003;31:207-11.
23. Rutherford K, Parkhill J, Crook J, Horsnell T, Rice P, Rajandream MA, et al . Artemis: Sequence visualization and annotation. Bioinformatics 2000;16:944-5.
24. Hagiwara H, Naitou M, Shibata T, Hanaoka F, Eki T, Murakami Y. Identification of the coding region of Saccharomyces cerevisiae chromosome VI using the computer program GenMark. DNA Res 1995;2:247-53.
25. McGinnis S, Madden TL. BLAST: at the core of a powerful and diverse set of sequence analysis tools. Nucleic Acids Res 2004;32:W20-5.
26. Zogaj X, Bokranz W, Nimtz M, Romling U. Production of cellulose and curli fimbriae by members of the family Enterobacteriaceae isolated from the human gastrointestinal tract. Infect Immun 2003;71:4151-8.
27. Joyce SA, Dorman CJ. A Rho-dependent phasevariable transcription terminator controls expression of the FimE recombinase in Escherichia coli. Mol Microbiol 2002;45:1107-17.
28. Solano C, Garcia B, Valle J, Berasain C, Ghigo JM, Gamazo C, et al. Genetic analysis of Salmonella enteritidis biofilm formation: critical role of cellulose. Mol Microbiol 2002;43:793-808.
29. Podschun R, Ullmann U. Klebsiella spp. as nosocomial pathogens: epidemiology, taxonomy, typing methods, and pathogenicity factors. Clin Microbiol Rev 1998;11:589-603.
30. O'Toole G, Kaplan HB, Kolter R. Biofilm formation as microbial development. Annu Rev Microbiol 2000;54:49-79.
Cómo citar
1.
Suescún AV, Cubillos JR, Zambrano MM. Genes involucrados en la biogénesis de fimbrias afectan la formación de biopelículas por parte de Klebsiella pneumoniae. biomedica [Internet]. 1 de diciembre de 2006 [citado 18 de abril de 2024];26(4):528-37. Disponible en: https://revistabiomedica.org/index.php/biomedica/article/view/322
Algunos artículos similares:
- Claudia Marcela Castro, Gloria Puerto, Luz Mary García, Dora Leticia Orjuela, Claudia Llerena, María Consuelo Garzón, Wellman Ribón, Identificación molecular de micobacterias no tuberculosas mediante el análisis de los patrones de restricción, Colombia 1995-2005 , Biomédica: Vol. 27 Núm. 3 (2007)
- Juan Carlos Hernández, Carlos Julio Montoya, Silvio Urcuqui-Inchima, Papel de los receptores tipo toll en las infecciones virales: el VIH-1 como modelo , Biomédica: Vol. 27 Núm. 2 (2007)
- Ingrid Yamile Pulido, José Ramón Mantilla, Emilia María Valenzuela, María Teresa Reguero, Elsa Beatriz González, Distribución de genes codificadores de β-lactamasas de espectro extendido en aislamientos de Klebsiella pneumoniae de hospitales de Bogotá, D.C., Colombia , Biomédica: Vol. 31 Núm. 1 (2011)
- José Ramón Mantilla, María Teresa Reguero, Elsa Beatriz González, Ibonne Ayde García, Aura Lucía Leal, Paula Andrea Espinal, Celia Alpuche, Ismael Alberto Valderrama, Martha Isabel Garzón, Narda María Olarte, Caracterización molecular de un brote por Klebsiella pneumoniae productora de CTX-M-12 en la unidad de cuidado intensivo neonatal de un hospital colombiano , Biomédica: Vol. 26 Núm. 3 (2006)
- Beatriz Millan, David Castro, Maria Araque, Bárbara Ghiglione, Gabriel Gutkind, ISCR1 asociado con genes blaCTX-M-1 y blaCTX-M-2 en plásmidos IncN e IncFIIA aislados en Klebsiella pneumoniae de origen hospitalario en Mérida, Venezuela , Biomédica: Vol. 33 Núm. 2 (2013)
- Astrid Carolina Flórez, Dabeiba Adriana García, Ligia Moncada, Mauricio Beltrán, Prevalencia de microsporidios y otros parásitos intestinales en pacientes con infección por VIH, Bogotá, 2001. , Biomédica: Vol. 23 Núm. 3 (2003)
- Paula Andrea Espinal, José Ramón Mantilla, Carlos H. Saavedra, Aura Lucía Leal, Celia Alpuche, Emilia María Valenzuela, Epidemiología molecular de infección nosocomial por Klebsiella pneumoniae productora de beta-lactamasas de espectro extendido. , Biomédica: Vol. 24 Núm. 3 (2004)
- Sonia Isabel Cuervo, Ricardo Sánchez, Julio César Gómez-Rincón, Cielo Almenares, Juan Pablo Osorio, María José Vargas, Comportamiento de casos de Klebsiella pneumoniae productora de carbapenemasas en pacientes con cáncer de un hospital de tercer nivel de Bogotá, D.C. , Biomédica: Vol. 34 (2014): Abril, Suplemento 1, Resistencia bacteriana
- Adriana Jiménez, Alejandra Alvarado, Felipe Gómez, Germán Carrero, Claudia Fajardo, Factores de riesgo asociados al aislamiento de Escherichia coli o Klebsiella pneumoniae productoras de betalactamasas de espectro extendido en un hospital de cuarto nivel en Colombia , Biomédica: Vol. 34 (2014): Abril, Suplemento 1, Resistencia bacteriana
- Ana María Ocampo, Carlos Andrés Vargas, Patricia María Sierra, Astrid Vanessa Cienfuegos, Judy Natalia Jiménez, Caracterización molecular de un brote de Klebsiella pneumoniae resistente a carbapenémicos en un hospital de alto nivel de complejidad de Medellín, Colombia , Biomédica: Vol. 35 Núm. 4 (2015)
Publicado
2006-12-01
Número
Sección
Artículos originales
| Estadísticas de artículo | |
|---|---|
| Vistas de resúmenes | |
| Vistas de PDF | |
| Descargas de PDF | |
| Vistas de HTML | |
| Otras vistas | |
