Papel do sistema AI-3/epinefrina/norepinefrina na regulação da expressão gênica de Escherichia coli enteropatogênica atípica

Escherichia coli enteropatogenica atipica (aEPEC) faz parte de um grupo de patogenos capazes de formar um tipo de lesao em celulas epiteliais denominada Attaching and Effacing (A/E). Os genes requeridos para a formacao da lesao A/E estao localizados em uma ilha de patogenicidade denominada Locus of Enterocyte Effacement (LEE). A regulacao da expressao dos genes de LEE e um processo complexo e envolve inumeros fatores e vias regulatorias, incluindo o sistema de quorum sensing AI- 3/Epinefrina/Norepinefrina. O sensor histidina-quinase QseC e responsavel por detectar AI-3 produzido por outras bacterias e epinefrina/norepinefrina produzidas pelo hospedeiro e iniciar uma cascata regulatoria que induz a expressao de genes de virulencia. Para avaliar o papel desse sistema na regulacao de fatores de virulencia de aEPEC, um mutante para o gene qseC foi gerado e analisado a nivel transcricional e fenotipico quanto a sua motilidade, capacidade de secretar proteinas e induzir lesao A/E, na presenca e/ou ausencia do sinal epinefrina. Ensaios de qRT-PCR demonstraram niveis transcricionais diminuidos para LEE e para os genes flhD, fliC e nleA no mutante, sugerindo que QseC regula a expressao desses fatores de virulencia. Ensaios de motilidade, proteinas secretadas e FAS evidenciaram que a motilidade, a secrecao de proteinas e a formacao da lesao A/E estavam diminuidas no mutante, comprovando a participacao de QseC na regulacao desses fenotipos em aEPEC. Os mesmos ensaios realizados na presenca de epinefrina demonstraram que esse sinal tem papel importante na regulacao dos genes de LEE de aEPEC e que essa regulacao nao ocorre exclusivamente via QseC, mas envolve outro receptor para esse hormonio. Epinefrina regula a expressao dos genes de LEE, porem, parece nao ser um sinal importante na regulacao da expressao de NleA e flagelo/motilidade. A analise do transcriptoma da linhagem mutante demonstrou que, alem de ter uma importância central na regulacao da virulencia de aEPEC, QseC age tambem como um importante regulador global da expressao genica nessa linhagem, regulando, direta ou indiretamente, a expressao de, aproximadamente, 1505 genes, entre eles genes relacionados ao metabolismo, transporte, quimiotaxia, captacao de ions, resistencia a stress, formacao de biofilme, regulacao transcricional, etc. Um modelo geral simplificado da regulacao genica da virulencia de aEPEC atraves do sistema AI-3/Epi/NE e seu sensor QseC foi proposto. Esse trabalho descreve pela primeira vez a regulacao do tipo quorum sensing na modulacao da expressao da virulencia em uma EPEC atipica. Abstract