Avaliação da função biológica do sistema de dois componentes SptRS de Streptococcus mutans

Streptococcus mutans e uma especie bacteriana comum da microbiota bucal de seres humanos envolvida na patogenese da carie dentaria e em endocardites infecciosas promovidas por bacteremias de origem bucal. Para ser transmitido e ocupar seus nichos ecologicos, S. mutans precisa persistir na saliva e se adaptar fisiologicamente a cada fase da colonizacao, um processo que provavelmente envolve diversas alteracoes do seu transcriptoma. Para isto, S. mutans utiliza sistemas reguladores de transcricao de dois componentes (SDC). O SDC SptRS foi identificado atraves de analises in silico do genoma da cepa S. mutans UA159, como ortologo do sistema SptSR (Spt de Saliva persistence) de Streptococcus pyogenes. O objetivo deste trabalho foi investigar a participacao do sistema SptRS de S. mutans em fenotipos importantes para a colonizacao bucal. Para isto, mutantes knockout dos genes sptR e sptS, SMU.927 e SMU.928 respectivamente, foram construidos a partir da cepa UA159 (UAsptR- e UAsptS-) e comparados com a cepa parental em analises de morfologia, crescimento planctonico sob diferentes condicoes nutricionais, persistencia em saliva humana, formacao de biofilme e autolise a 44oC. Alem disto, genes do regulon de SptRS foram pesquisados atraves de ensaios da Imunoprecipitacao de Cromatina seguido de sequenciamento (ChIP-seq), RT-PCR quantitativo (RT-PCRq) e de Ensaios de Retardamento da Mobilidade Eletroforetica (EMSA) com proteina recombinante SptRr de S. mutans. Os mutantes sptR e sptS mostraram crescimento planctonico lento em meios de cultura RPMI e em MQD comparados a cepa parental, alem de atividade autolitica reduzida em 22,4 e 53,13%, respectivamente. Nao foram observadas, entretanto, alteracoes significativas na morfogenese, formacao de biofilmes in vitro, nem na persistencia em saliva humana. Os dados de ChIP-seq e RT-qPCR indicaram que SptRS regula genes envolvidos na resposta de estringencia (SMU.926), repressao catabolica (ccpA), metabolismo de multiplos acucares (SMU.78, SMU.137, SMU.542, SMU.1734), sistemas fosfoenolpiruvato-fosfotransferase (PTS) (SMU.2047, SMU.114, SMU.115) sistemas de transporte do tipo ABC (SMU.182, SMU.880, SMU.905, SMU.1035, SMU.1095, SMU.1178c, SMU.1939) e biogenese de parede celular (SMU.1091, SMU.2147, SMU.609, SMU.1434c, SMU.22). SptR funcionou como um regulador negativo em 86% (37/43) dos genes testados. Analises de RT-qPCR e EMSA indicaram ainda que SptR regula diretamente o regulador de transcricao CovR (SMU.1924), envolvido na repressao de genes de virulencia e formacao de biofilmes. Este estudo fornece evidencias de que SptRS regula diversas funcoes de S. mutans importantes para a sobrevivencia em condicoes nutricionalmente escassos, aparentemente coordenando o metabolismo com o crescimento bacteriano e com a expressao de genes de virulencia. Abstract