Interacción de Pseudomonas aeruginosa con células epiteliales : caracterización de las células apoptóticas a las que se adhiere y estudio del mecanismo de internalización y destino intracelular.

Abstract

Pseudomonas aeruginosa es una bacteria ambiental de amplia distribución, pero también es un patógeno oportunista que puede causar infecciones agudas de gran severidad en heridos y quemados, e infecciones crónicas en pacientes con fibrosis quística, lo que conlleva a altos índices de mortalidad. En estos pacientes, un factor determinante de la cronicidad de la infección es la formación de biofilms. En las etapas iniciales de la formación de un biofilm, bacterias que se encuentran nadando libremente son reclutadas sobre una superficie, donde son capaces de formar estructuras multicelulares. Anteriormente reportamos que P. aeruginosa se adhiere a células epiteliales polarizadas formando agregados. Demostramos que la formación de estas estructuras bacterianas multicelulares ocurre de novo y en el orden de minutos sobre la superficie epitelial por el reclutamiento de bacterias planctónicas. También vimos que estos agregados se forman sobre células apoptóticas extruidas de la monocapa. Basándonos en su morfología, clasificamos a dichas células como apoptóticas tardías. En este trabajo de tesis caracterizamos en más detalle las células apoptóticas a las que se une P. aeruginosa. Mediante estudios de microscopía confocal observamos que estas células poseen bajo contenido intracelular de especies reactivas de oxígeno y de ADN, lo cual es característico de etapas avanzadas del proceso de apoptosis. También estudiamos la formación de los agregados durante los primeros minutos de infección utilizando videomicroscopía confocal, técnica que nos permite seguir el comportamiento de bacterias individuales. Vimos que las bacterias se adhieren a las células apoptóticas por un polo y que su distribución sobre la célula es heterogénea, habiendo zonas donde las bacterias se adhieren en mayor densidad. Encontramos que esta distribución está determinada, en parte, por las características de la membrana plasmática de la célula apoptótica. Mediante microscopía electrónica de barrido vimos que las células apoptóticas a las que se unen las bacterias presentan, en su membrana plasmática, un gran número de cuerpos apoptóticos, lo que les otorga una morfología intrincada. En la segunda parte de este trabajo mostramos que P. aeruginosa, luego de unirse a la célula apoptótica, es internalizada por las células adyacentes de la monocapa mediante eferocitosis (el proceso por el cual fagocitos profesionales y no profesionales internalizan y degradan células apoptóticas), ya que puede ser encontrada dentro de células que además contienen material apoptótico internalizado y, al modular la eferocitosis, aumentándola o disminuyéndola, la internalización de la bacteria se ve afectada en el mismo sentido. Por último, vimos que, dentro de la célula, P. aeruginosa se encuentra en vesículas que poseen características lisosomales donde, finalmente, es eliminada. Este trabajo es relevante en el contexto de la fibrosis quística, ya que los individuos que tienen esta enfermedad poseen un número exacerbado de células apoptóticas, debido a un aumento en la apoptosis y a una deficiente eferocitosis, lo que puede favorecer la colonización por P. aeruginosa, así como limitar su eliminación. Estos hallazgos también son importantes en casos de infecciones en individuos heridos o quemados ya que las heridas presentan un gran número de células apoptóticas. Comprender el modo de colonización, mediante el estudio de la interacción de la bacteria con el sustrato, así como los mecanismos de eliminación por parte de las células hospedadoras ofrece información relevante para indagar tanto acerca de la prevención de infecciones por esta bacteria, como en posibles tratamientos. Teniendo en cuenta esto, la modulación positiva de la eferocitosis podría ser un enfoque terapéutico atractivo ya que no solo contribuiría a disminuir la colonización, sino también a la eliminación de la bacteria.