Comunicación intercelular entre la microbiota y el epitelio intestinal

Grupo: Bioquímica i Biologia Molecular de Microorganismos
Institut de Biomedicina de la Universitat de Barcelona (IBUB)
Departament de Bioquímica i Biologia Molecular – Farmàcia, Universitat de Barcelona
Av. Diagonal, 643. 08028-Barcelona
Tel. 93 4034496
Profesor responsable: Laura Baldomà (lbaldoma@ub.edu)
Comunicación intercelular entre la microbiota y el epitelio intestinal
Nuestro grupo tiene como objetivo el estudio de diversos fenómenos relacionados con la
comunicación o diálogo entre la microbiota y el epitelio intestinal tanto desde un punto de vista
biológico como estructural. El estudio se enmarca dentro de una temática muy actual que pretende
dilucidar las complejas interacciones entre el huésped y la bacteria así como su asociación a
fenotipos patofisiológicos. La relevante implicación de la microbiota en la salud y la enfermedad
sugiere que la modulación de su composición por diferentes medios (nutrición, antibióticos,
probióticos, prebióticos, etc) podría constituir una nueva aproximación terapéutica.
Una de nuestras líneas está orientada al estudio de proteínas secretadas por las bacterias
y su función en la interacción con el huésped. Dada la importancia de las proteínas extracelulares
de la microbiota en la adaptación y comunicación con el huésped estamos llevando a cabo
estudios proteómicos encaminados a caracterizar el secretoma de una cepa probiótica de E. coli.
Entre otras, hemos identificado gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH). Esta proteína
multifuncional, secretada también por patógenos, interacciona con las proteínas de la matriz
extracelular plasminógeno y fibrinógeno contribuyendo así al proceso de colonización.
Proyecto: En relación al mecanismo de secreción de GAPDH en cepas de E. coli
enteropatógenas sabemos que la proteína es secretada a 37ºC en medios de cultivo eucariota DMEM
o Ham’s F-12, y en medio bacteriológico LB. Mutaciones en genes del sistema T3SS anulan la
secreción de GAPDH en células crecidas en DMEM, pero no en LB. Esto indica que la secreción de
GAPDH por parte de estos patógenos está mediada por dos sistemas alternativos, el T3SS específico
de patógenos y otro todavía por identificar. Este sistema activo en LB estaría también operativo en
cepas probióticas. La implicación del T3SS viene avalada por resultados obtenidos de ensayos de
Pull-down que muestran la interacción de GAPDH con CesT, la chaperona que reconoce proteínas
exportadas por este sistema de secreción.
El sistema T3SS conocido también como inyectisoma permite la translocación de sus
proteínas sustrato (efectores) al interior de la célula huésped donde estas desencadenan cambios
estructurales y funcionales. La mayoría de estos efectores son proteínas codificadas por genes
específicos de estos patógenos, principalmente, presentes en islas de patogenicidad. Nuestros
resultados sobre la secreción de GAPDH a través del sistema T3SS constituyen la primera
descripción del exporte de una proteína housekeeping a través de este sistema.
En este contexto es de interés evaluar si el sistema T3SS media la translocación de
GAPDH al interior de células de epitelio intestinal en cultivo. En este caso GAPDH podría actuar
como proteína efectora en el mecanismo de patogenicidad en EPEC.
El proyecto experimental a desarrollar por el alumno de master está orientado a la
obtención de construcciones quiméricas de GAPDH de E. coli fusionadas a la -lactamasa TEM-1
utilizada como reporter. Para ello se utilizará el vector pCX341 diseñado para este fin. La
translocación de la proteína quimérica es detectada directamente en células en cultivo utilizando un
sustrato fluorescente de la lactamasa.
Técnicas:
PCR, clonación, expresión de proteínas, aislamiento de proteínas secretadas, Western blot,
cultivos bacterianos, cultivos celulares, infección de células epiteliales en cultivo, detección
intracelular de proteínas por técnicas basadas en fluorimetría.