Caracterización de la interacción patógeno-hospedador. Aplicación al estudio de la respuesta de células intestinales humanas y porcinas frente a la infección por Campylobacter
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Author
Aguilar Jurado, Carmen
Director/es
Garrido, Juan J.Publisher
Universidad de Córdoba, Servicio de PublicacionesDate
2014Subject
CampylobacterGastroenteritis bacteriana
C. jejuni
C.coli
Microorganismos patógenos
Interacción patógeno-hospedador
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Campylobacter constituye la mayor causa de gastroenteritis bacteriana en países
desarrollados debido al consumo de alimentos de origen animal contaminados
con bacterias de este género, principalmente C.jejuni y C.coli. Se trata de
microorganismos patógenos para el hombre, pero que se encuentran como
comensales en el intestino de un amplio grupo de animales, entre ellos animales
de abasto como cerdos y diversas aves de corral. A pesar de su importancia, se
desconocen los mecanismos que determinan el carácter comensal o patógeno de
Campylobacter en los distintos hospedadores. Por esta razón, nuestro objetivo
fue el estudio de la interacción entre hospedador (humano y porcino) y
Campylobacter, con el fin de aportar información sobre los mecanismos
subyacentes a los procesos de comensalidad y patogenicidad. Para abordar este
objetivo se usó un modelo de infección in vitro, realizándose cinco estudios
diferentes:
I) Se realizó un estudio de interacción entre C.jejuni y C.coli y las líneas
celulares IPEC-J2 e IPI-2I (porcinas), e INT-407 (humana) mediante
microscopia electrónica, confocal y ensayos de protección a la
gentamicina. Los datos mostraron que Campylobacter interacciona e
invade la línea celular humana con mayor eficiencia que en las líneas
porcinas. El elevado nivel de invasión en las células INT-407 llevó a
una gran respuesta transcripcional proinflamatoria, que fue evaluada
mediante RTq-PCR. Sin embargo, no se observó respuesta en las
líneas celulares porcinas.
II) El objetivo del segundo estudio fue evaluar si el origen del aislado de la
cepa bacteriana constituye un factor determinante en la inducción de
la respuesta proinflamatoria inducida en la célula. Para ello se realizó
un estudio mediante infección in vitro con 25 cepas de C.jejuni y
C.coli aislados de cerdo, pollo y casos clínicos. Los resultados de
expresión génica de los genes de respuesta proinflamatoria IL1β, IL6,
IL8 y TNFα revelaron que la respuesta inducida por C.jejuni fue mayor
que la inducida por C.coli y que el origen del aislado no es un factor
determinante del carácter patogénico de la bacteria.
III) En tercer lugar, con el fin de realizar un estudio más amplio se realizó un
análisis global del transcriptoma. Los resultados mostraron que
Campylobacter indujo mayor nivel de respuesta transcripcional en
INT-407 que en IPEC-1 (porcina). En INT-407 se observó que la
activación de los complejos de transcripción NFκB y AP1 llevó a una
gran sobreexpresión de genes codificantes para citoquinas y otros
mediadores de inflamación, como el oxido nítrico. Asimismo,
Campylobacter indujo la expresión de genes y microRNAs... Campylobacter is the leading cause of bacterial gastroenteritis in developed
countries due to the consumption of food contaminated with bacteria of this
genus, C. jejuni and C. coli mainly. Although is pathogenic for human,
Campylobacter can be found as a commensal in the gut of a wide range of
animals, including food animals such as pigs and poultry. Despite its importance,
the mechanisms that determine the pathogenic or commensal character of
Campylobacter in its different hosts are still unknown. Therefore, our objective
was to study the interaction between host (human and porcine) and
Campylobacter, in order to provide insight into the different behavior of
Campylobacter in human and pigs. To address this goal, five different studies
were performed, using an in vitro model of infection.
I) In the first study we assessed the interaction between C. jejuni and C. coli
and IPEC-J2 and IPI-2I (pig) and INT-407 (human) cells lines by
electron and confocal microscopy and gentamincin protection assays.
The results showed that Campylobacter interacts and invades the
human cell line more efficiently than pig cell lines. The high level of
invasion in INT-407 cells resulted in a strong transcriptional
proinflammatory response (evaluated by RTQ-PCR). However, no
response was observed in pig cell lines.
II) The aim of the second study was to evaluate whether the origin of the
Campylobacter´s isolates is a determining factor in the induction of
the proinflammatory response induced in the cell. To reach this,
twenty five isolates of C.jejuni and C.coli from pig, poultry and clinical
cases were used. The expression results of the proinflammatory
response genes IL1β, IL6, IL8 and TNFα revealed that C. jejuni induced
a greater response than C. coli, and that isolated the origin of the
isolate is not a determining factor of the character pathogenic of
Campylobacter.
III) In the third study, we performed a microarray experiment in order to
analyze the global transcriptome after Campylobacter infection. The
results showed that Campylobacter induced higher level of
transcriptional response in INT-407 than in IPEC-1 cells (porcine). In
INT-407 cells, the activation of NFκB and AP1 transcription factor
complex leaded to an up-regulation of genes encoding for cytokines
and other inflammation mediators, such a nitric oxide. Besides,
Campylobacter induced the expression of genes and microRNAs
involved in the cell cycle activation, energetic metabolism and
apoptosis inhibition, consequently increasing the cell proliferation...