Blog

Jan 17, 2024

La malato sintasi contribuisce alla sopravvivenza della Salmonella Typhimurium contro le condizioni di stress nutritivo e ossidativo

Scientific Reports volume 12, Numero articolo: 15979 (2022) Cita questo articolo 1168 Accessi 1 Citazioni Dettagli metriche Per sopravvivere e replicarsi nell'ospite, S. Typhimurium si è evoluto in diversi

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 15979 (2022) Citare questo articolo

1168 accessi

1 Citazioni

Dettagli sulle metriche

Per sopravvivere e replicarsi nell'ospite, S. Typhimurium ha sviluppato diverse vie metaboliche. Lo shunt del gliossilato è uno di questi percorsi che può utilizzare l'acetato per la sintesi del glucosio e di altre biomolecole. Questo percorso è un bypass del ciclo TCA in cui vengono omesse le fasi di generazione della CO2. Due enzimi coinvolti nel ciclo del gliossilato sono l'isocitrato liasi (ICL) e la malato sintasi (MS). Abbiamo determinato il contributo della MS nella sopravvivenza di S. Typhimurium in condizioni di limitazione del carbonio e di stress ossidativo. Il ceppo di delezione del gene ms (ceppo ∆ms) cresceva normalmente nei terreni LB ma non riusciva a crescere nei terreni minimi M9 integrati con acetato come unica fonte di carbonio. Tuttavia, il ceppo ∆ms ha mostrato ipersensibilità (p < 0,05) all'ipoclorito. Inoltre, il ceppo ∆ms è risultato significativamente più suscettibile ai neutrofili. È interessante notare che è stata osservata un'induzione di diverse pieghe del gene ms dopo l'incubazione di S. Typhimurium con neutrofili. Inoltre, il ceppo ∆ms ha mostrato una colonizzazione difettosa nella milza e nel fegato del pollame. In breve, i nostri dati dimostrano che la MS contribuisce alla virulenza di S. Typhimurium favorendone la sopravvivenza in condizioni di carenza di carbonio e di stress ossidativo.

In base alla presentazione antigenica1, i sierotipi di Salmonella enterica sono raggruppati in Salmonella tifoidea e non tifoidea (NTS). L’OMS riconosce la NTS come una delle tre malattie batteriche di origine alimentare più comuni negli esseri umani in tutto il mondo. Gli individui anziani, giovani e immunocompromessi sono altamente soggetti all'infezione da Salmonella2. Tra le NTS, il sierotipo Typhimurium è quello più comunemente isolato da pazienti in tutto il mondo3.

Dopo l'ingestione, una parte dei microrganismi resiste al basso pH gastrico, invade la mucosa intestinale e si replica nella sottomucosa e nelle placche di Peyer4. Dopo la penetrazione intestinale, S. Typhimurium accede ai linfonodi mesenterici, dove i batteri vengono fagocitati dalle cellule fagocitiche, come i macrofagi5. Una volta all'interno dei macrofagi, S. Typhimurium viene compartimentato in un vacuolo modificato noto come “vacuolo contenente Salmonella” (SCV) e rappresenta una caratteristica centrale nella sopravvivenza intracellulare e nella crescita di questo batterio6. Pertanto, l’inghiottimento da parte del macrofago spinge lo S. Typhimurium in un ambiente alieno ricco di vari antimicrobici e privo di nutrienti chiave essenziali per il metabolismo e la replicazione. Per sopravvivere in condizioni così difficili, S. Typhimurium modula le funzioni dei fagociti in diversi modi. Innanzitutto, gli effettori codificati dal sistema di secrezione di tipo III di S. Typhimurium impediscono l'assemblaggio dell'ossidasi fagosomiale e di conseguenza inibiscono la produzione di radicali superossido. In secondo luogo, il SCV funge da scudo per S. Typhimurium che non solo impedisce la fusione lisosomiale ma limita anche l'esposizione delle cellule batteriche contenute agli agenti antimicrobici7. Mentre gli antiossidanti primari di S. Typhimurium estinguono direttamente gli ossidanti, gli enzimi riparatori ripristinano le funzioni delle biomolecole danneggiate8,9.

Tuttavia, la sopravvivenza contro l'assalto antimicrobico nel fagolisosoma dipende dalla capacità del microbo di sintetizzare le proteine ​​e altre biomolecole necessarie per contrastare gli stress. Pertanto, un agente patogeno deve trovare i nutrienti necessari per fornire gli elementi costitutivi di queste macromolecole complesse e l’energia con cui sintetizzarle10. È la flessibilità metabolica di S. Typhimurium che gli consente di sopravvivere in condizioni così difficili all'interno dell'ospite11. La capacità di soddisfare i propri fabbisogni nutrizionali da fonti alternative potrebbe svolgere un ruolo importante nell'abilità di S. Typhimurium nell'ospite. Uno di questi meccanismi di sopravvivenza è l’esistenza del ciclo del gliossilato, la cui funzione primaria è consentire la crescita batterica/cellulare quando i composti C2, come l’etanolo e l’acetato, sono le uniche fonti di carbonio12. Pochi studi suggeriscono che i macrofagi siano ricchi di acidi grassi. Durante il metabolismo, gli acidi grassi generano acetil-CoA che può essere convertito in acetato13, un substrato per il ciclo del gliossilato.