The impact of Ribonuclease R in Streptococcus pneumoniae biofilm formation

• Autor(a) principal: SANTOS, André Filipe Alípio dos
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/159180
• topic: Microbiologia médica; Streptococcus pneumoniae; Pneumonia; Meningite; RNase R; RNA; Ribonucleases; Biofilme; Domínio/Área Científica::Ciências Médicas

Streptococcus pneumoniae é um organismo patogénico e oportunista que coloniza o trato respiratório superior do Humano, e é considerado uma das principais causas de pneumonia e meningite. A formação de biofilme é um passo crucial nas infeções por S. pneumoniae. Durante a infeção, as adaptações às condições de stress encontradas dentro do hospedeiro implicam a regulação da expressão génica. As Ribonucleases, enquanto enzimas que processam, degradam e fazem controlo de qualidade dos RNAs celulares, são elementos importantes tanto para a adaptação ao stress, como para a virulência. A RNase R é a única exoribonuclease 3´–5´que consegue degradar RNAs em estruturas complexas e for demonstrado, em S. pneumoniae, que esta RNase é necessária para a infeção e formação de biofilme. A adesão é um passo fundamental para a formação de biofilme e a LytA, a autolisina principal de pneumococcus, é essencial para os primeiros passos da formação de biofilme. Neste trabalho foi demonstrado que a ausência da RNase R reduz significativamente os níveis dos transcritos de lytA. A composição dos ácidos gordos da membrana também afeta a formação de biofilme, dado que estas moléculas sofrem modificações quando as células estão estruturadas em biofilmes. Os resultados desta tese de Mestrado demonstram que a RNase R controla também os níveis de transcritos de diversos genes da via biosintética de produção de ácidos gordos. Estas mudanças podem levar a alterações do estado da membrana, e interferir nos ajustes na composição de ácidos gordos, que são fundamentais para a formação e manutenção do biofilme. Para além disso, a sensibilidade de S. pneumoniae ao Desoxicolato de Sódio varia consoante a composição membranar dos a ácidos gordos. Nesta linha de raciocínio, foram apresentados resultados que demonstram que a estirpe sem RNase R apresentou menor resistência nos ensaios de lise com Desoxicolato de Sódio. Resultados previamente publicados pelo nosso grupo de trabalho demonstram que a resistência de S. pneumoniae ao stress oxidativo provocado por H2O2 é altamente dependente da RNase R, mas os mecanismos moleculares eram desconhecidos. Neste trabalho, os níveis de RNase R foram quantificados, e os resultados demonstram um incremento na presença de H2O2, demonstrando que esta enzima é expressa enquanto resposta ao stress oxidativo. O estado da membrana bacteriana foi também relacionado com a capacidade da bactéria para escapar ao stress oxidativo, e o facto de a RNase R controlar a expressão génica de alguns genes do operão de síntese de ácidos gordos podem ajudar a justificar a resistência reduzida ao H2O2 que se observa no mutante em que a enzima está ausente. Este trabalho mostra que a RNase R regula a expressão de genes importantes tanto para a adesão, como para a formação de biofilme, proporcionando uma possível explicação para a menor taxa de formação de biofilme no mutante de RNase R. Pode também ser a razão para a sua sensibilidade mais elevada ao desoxicolato de sódio e ao H2O2. Podemos concluir que a RNase R é um fator importante para a resistência ao stress em S. pneumoniae.