Análisis del bloqueo del reciclaje de la pared celular y la expresión de β-Lactamasas sobre el fitness y virulencia de Pseudomonas aeruginosa en modelo invertebrado

Abstract

[eng] Pseudomonas aeruginosa is one of the main nosocomial Gram-negative pathogens, whose clinical importance is enhanced by its great capacity for antibiotic resistance development. In the current scenario of effective antipseudomonal drugs shortage, is of paramount importance to develop new therapeutic options, among them those oriented to reduce P. aeruginosa virulence. It has been previously shown that the simultaneous combination of: i) cell-wall (peptidoglycan) recycling blockade, and ii) hyper-production of the chromosomal AmpC β- lactamase, causes a dramatic impairment in P. aeruginosa fitness and virulence. Through the present study we sought to ascertain if these previous observations are exclusively associated to AmpC hyper-production, or could also be linked to other horizontally acquired β-lactamases. PAO1 reference strain [wildtype and NagZ (PAΔnZ) or AmpG (PAΔAG) KO mutants, which are blocked in the peptidoglycan recycling] were transformed with the following horizontal β-lactamases cloned in the multicopy plasmid pUCP24: GES-1 (Class A), VIM-1 (Class B), FOX-8 (Class C), OXA-2 (Class D) and its extended spectrum derivatives OXA-144 and OXA-161. The wax moth Galleria mellonella was used as infection model to assess virulence: our results indicate that, contrarily to the other tested β-lactamases, the AmpC and OXA-type β-lactamases hyper-expression (mainly the extendedspectrum variants, especially OXA-161) entailed an important impairment for P. aeruginosa virulence principally visible in peptidoglycan recycling-defective backgrounds. These data may be useful for future anti-virulence therapies’ design in the future

[spa] Pseudomonas aeruginosa es uno de los principales patógenos nosocomiales Gram-negativos, cuya importancia clínica se ve reforzada por su gran capacidad de desarrollo de resistencia a los antibióticos. En el escenario actual de escasez de medicamentos antipseudomónicos efectivos, es de suma importancia desarrollar nuevas opciones terapéuticas, entre ellas aquellas destinadas a reducir la virulencia de P. aeruginosa. Se ha demostrado en trabajos previos que la combinación simultánea de: i) bloqueo del reciclaje de la pared celular (peptidoglicano), y ii) hiperproducción de la β-lactamasa cromosómica AmpC, causa un gran descenso en el fitness y la virulencia de P. aeruginosa. A través del presente estudio buscamos determinar si estas observaciones previas están asociadas exclusivamente a la hiperproducción de AmpC, o también podrían estar vinculadas a otras β-lactamasas adquiridas horizontalmente. La cepa de referencia PAO1 [salvaje y los mutantes KO para NagZ (PAΔnZ) o AmpG (PAΔAG), que están bloqueados en el reciclaje de peptidoglicano] se transformaron con las siguientes β-lactamasas horizontales clonadas en el plásmido multicopia pUCP24: GES-1 (Clase A), VIM-1 (Clase B), FOX-8 (Clase C), OXA-2 (Clase D) y sus derivados de espectro extendido OXA-144 y OXA-161. La polilla de la cera Galleria mellonella se utilizó como modelo de infección para evaluar la virulencia: nuestros resultados indican que, a diferencia de las otras β-lactamasas probadas, la hiperexpresión de las β-lactamasas AmpC y OXA (principalmente las variantes de espectro extendido, y especialmente OXA-161) conllevó un deterioro importante para la virulencia de P. aeruginosa principalmente visible en un background defectivo en el reciclado del peptidoglicano. Estos datos pueden ser útiles para el diseño de futuras terapias anti-virulencia en el futuro