4 Pili
Pili son estructuras extracelulares filamentosas que permiten que las bacterias se adhieran a superficies bióticas y abióticas. Se ha identificado una variedad de pili en la superficie celular de Aeromonas spp. con los primeros estudios describiendo inicialmente dos tipos distintos de pili debido a sus diferencias estructurales: pili corto-rígido (S / R) y largo-ondulado (L / W) (Carrello, Silburn, Budden, & Chang, 1988; Ho, Mietzner, Smith, & Schoolnik, 1990). Se informó que las cepas de Aeromonas recolectadas de muestras ambientales muestran preferentemente un gran número de pili S / R, mientras que los aislados de muestras clínicas tenían más probabilidades de producir un pequeño número de pili L / W (Carrello et al., 1988); proponer pili L / W para participar en la virulencia. En las bacterias Gram negativas, hay cuatro grupos principales de pili bacterianos: pili ensamblados por la «vía acompañante-ujier», pili tipo IV, pili ensamblados por la vía de nucleación extracelular y pili ensamblados por la «vía alternativa acompañante-ujier». Aeromonas spp. se ha encontrado que expresan pili tipo I ensamblados por la «vía acompañante-ujier» y pili tipo IV. Estudios ultraestructurales llevados a cabo por Ho et al. (1990) sobre el pilus S / R de A. hydrophila AH26 reveló que la pilina (unidad de repetición principal del pilus) tiene homología con pili de tipo I y Pap (pili asociados a pielonefritis) de E. coli (Ho et al., 1990), y pertenecen al grupo de pili reunidos por la vía acompañante-ujier. Los pili de tipo I de las especies mesófilas de Aeromonas se han asociado con la autoaglutinación de las células pero no con la patogenicidad. Los estudios de adherencia de Honma y Nakasone (1990) mostraron que aunque su cepa de A. hydrophila (Ae6) era altamente adherente a los intestinos de conejo y humanos, los anticuerpos producidos contra los pili S / R no bloquearon la adherencia a las células y cortaron los pili S / R tampoco tenía afinidad por las células huésped. Los genes que codifican pili de tipo I se han localizado ahora en los genomas de varias especies de Aeromonas, incluidas algunas especies mesófilas y el aeromónado psicrófilo, A. salmonicida subsp salmonicida (Reith et al., 2008; Seshadri et al., 2006). A diferencia de las aeromonas mesófilas, el pilus tipo I de A. salmonicida parece tener un papel en la colonización del salmón del Atlántico. Los estudios mutacionales llevados a cabo por Dacanay y colaboradores (2010) demostraron que A. salmonicida que carece del operón pilus tipo I tiene una capacidad reducida para adherirse al tracto gastrointestinal del salmón del Atlántico. Sin embargo, una vez adheridos, la capacidad mutante para invadir el huésped fue comparable a la del tipo salvaje, lo que sugiere que los pili de tipo I están involucrados solo en las etapas iniciales de la colonización (Dacanay et al., 2010).
Cantidades considerables del trabajo realizado en la adherencia de aeromonad se ha concentrado en el pili L / W. Los estudios de adherencia con una variedad de cepas mesófilas en la década de 1990 destacaron la importancia de estos apéndices en la colonización de los tejidos del huésped. Se demostró que la eliminación mecánica de los pili L / W de la superficie de la célula bacteriana o el tratamiento previo de las células bacterianas con un anticuerpo anti-pilina bloquea la adherencia bacteriana a una variedad de líneas celulares humanas y animales (Barnett & Kirov, 1999; Hokama, Honma, & Nakasone, 1990; Honma & Nakasone, 1990; Iwanaga & Hokama, 1992; Kirov, Hayward, & Nerrie, 1995; Nakasone, Iwanaga, Yamashiro, Nakashima, & Albert, 1996). Las pilinas L / W generalmente tienen un peso molecular entre 19 y 23 kDa y son antigénicamente diversas, y solo la secuencia de aminoácidos N-terminal muestra homología con las pilinas de tipo IV (Kirov & Sanderson, 1996). Algunos pili de tipo IV pueden formar redes o haces filamentosos (Kirov, Hayward, et al., 1995) y son estos pili formadores de haces (Bfp), en particular, los que se consideran los principales factores de colonización en Aeromonas spp. La primera Bfp aislada de una especie de Aeromonas fue de A. veronii biovar sobria (cepa BC88) (Kirov & Sanderson, 1996). La secuencia N-terminal de la pilina principal de este Bfp mostró homología de secuencia con la pilina de tipo IV de hemaglutinina sensible a manosa (MSHA) de Vibrio cholerae (Kirov & Sanderson, 1996) que pertenece a la familia de pilinas de tipo IVa «clásica» en comparación con la familia de tipo IVb a la que suele pertenecer Bfp. El A. veronii bv. El pilus formador de haces de sobria se demostró posteriormente por medios genéticos que era un miembro de la familia de pilus MSHA (Hadi et al., 2012). La expresión del pilus de MSHA en estos estudios pareció estar regulada ambientalmente, ya que A. veronii biovar sobria mostró una mayor expresión cuando se cultivó a 22 ° C en cultivo líquido, en comparación con 37 ° C en medios sólidos (Kirov & Sanderson, 1996). Estos resultados también coincidieron con estudios anteriores de Kirov, Hayward, et al.(1995) donde A. veronii bv. Los aislados de sobria mostraron una expresión óptima de estructuras filamentosas a 22 ° C, y algunas cepas ambientales mostraron una expresión óptima a 7 ° C. Investigaciones adicionales de los pili de tipo IV presentes en A. veronii bv. sobria resultó en el descubrimiento de un nuevo sistema de pilus de tipo IV, el Tap pilus, que se encontró que difería significativamente del Bfp (Kirov & Sanderson, 1996). Poco después de su detección inicial en A. veronii bv. sobria, se identificaron genes de biogénesis de Tap pili en A. hydrophila (Ah65) (tapABCD) y se encontró que comparten homología con genes de pilus de tipo IV en P. aeruginosa (pilABCD); los genes de A. hydrophila pudieron complementar las mutaciones correspondientes en P. aeruginosa (Pepe, Eklund, & Strom, 1996). Aunque Tap pili están presentes en todas las cepas de Aeromonas cuyos genomas se han secuenciado hasta ahora, se sabe muy poco sobre su función. La deleción del gen Tap pilin (tapA) y, por lo tanto, la deleción del filamento Tap pilus, no tuvo efecto sobre la capacidad de A. veronii bv clínico. aislamientos de sobria para adherirse a células HEp-2, adherirse a células intestinales humanas o colonizar un modelo de ratón joven; También se informaron hallazgos similares con un aislado de pescado de A. hydrophila (Kirov, Barnett, Pepe, Strom, & Albert, 2000). El Tap pilus contribuye a la patogenicidad del aeromonad psicrófilo A. salmonicida subsp. salmonicida, sin embargo, al infectar el salmón del Atlántico; aunque no es esencial para la virulencia, ya que los mutantes tapA conservan gran parte de su capacidad para colonizar al huésped (Boyd et al., 2008). El análisis de la expresión génica en A. salmonicida ha demostrado que Tap pilus se expresa constitutivamente y, junto con tapABCD, el sistema Tap pilus también está codificado en otros 18 genes diseminados por el genoma (Boyd et al., 2008), similar al tipo IV pili genes de Pseudomonas y Neisseria spp. (Mattick, 2002). Si bien el papel del Tap pilus aún no se ha dilucidado, su biogénesis tiene fuertes implicaciones en la virulencia de otras formas. TapD, una prepilina peptidasa (Pepe et al., 1996) no solo se requiere para el procesamiento de las prepilinas (de múltiples sistemas de pilus) antes de que se incorporen al filamento de pilus, sino también para el procesamiento de las pseudopilinas de T2SS, que son esenciales para la secreción de muchos factores de virulencia, como proteasas, hemolisina y DNasa (Hadi et al., 2012; Kirov et al., 2000).
Junto con los pilus MSHA y Tap, un tercer pilus tipo IV, perteneciente a la clase tipo IVb, también se ha identificado en A. salmonicida subsp. salmonicida, llamado Flp pilus debido a su homología con el sistema Flp de Actinobacillus actinomycetemcomitans (Boyd et al., 2008). En A. salmonicida, los genes de este pilus se encuentran en un solo operón (flpA-L) y su expresión está regulada por hierro, con una regulación positiva de los genes que se produce en condiciones de bajo contenido de hierro (Boyd et al., 2008). Se sabe muy poco sobre el papel de Flp pilus en Aeromonas y, a pesar de ser un sistema regulado, no parece estar involucrado en la virulencia de A. salmonicida, ya que las cepas deficientes en flp retuvieron por completo su capacidad para colonizar e infectar el salmón del Atlántico (Boyd et al. ., 2008). Se ha descubierto que el flp pilus está muy extendido entre las bacterias y contribuye a la formación de biopelículas y a la autoaglutinación (Kachlany et al., 2000; Planet, Kachlany, Fine, DeSalle, & Figurski, 2003) ; por lo tanto, puede ser más importante en las interacciones bacteria-bacteria que en las interacciones entre la célula huésped.
Por lo tanto, se han descrito tres sistemas de pili de tipo IV distintos en las aeromonas, y la mayoría de las especies poseen al menos dos de estos. Para las aeromonas mesófilas, los primeros estudios de adherencia en la década de 1990 sugirieron que el pilus formador de haces de MSHA es el principal apéndice filamentoso responsable de la adherencia y colonización del tejido, sin embargo, solo recientemente esto fue determinado genéticamente por Hadi et al. (2012). Se aisló y caracterizó un locus Bfp MSHA de 22 kb a partir de A. veronii bv. sobria que constaba de 17 genes dispuestos en dos operones, cuatro de los cuales codificaban prepilinas (una mayor y tres menores), las subunidades del filamento pilus (Hadi et al., 2012). Se concluyó que las cuatro prepilinas son esenciales para la biogénesis del pilus con mutaciones individuales en cada gen de la prepilina que reducen la adherencia bacteriana a las células HEp-2 en un 90% (Hadi et al., 2012). También se ensayó la capacidad de los mutantes para formar biopelículas y se demostró que los genes pilus de MSHA de A. veronii bv. sobria son esenciales para la formación de biopelículas. Estos estudios confirmaron que el pilus de MSHA es el principal sistema de adherencia en A. veronii bv. sobria y este también podría ser el caso de otras especies de Aeromonas mesófilas. Aunque el operón pilus de MSHA está presente en A. salmonicida, hay una deleción de ocho genes dentro del operón, incluido el gen que codifica la pilina principal (Boyd et al., 2008). El pilus MSHA en A.Por lo tanto, no se espera que se exprese salmonicida y, por lo tanto, parece que solo ayuda a la virulencia de las aeromónadas mesófilas.