Caracterización de la expresión de genes asociados con el sistema AcrAB/TolC y la permeabilidad de membrana en aislados de Salmonella spp. con y sin mutación en gyrA

Abstract

Introducción. Se han estudiado los genes marA, soxS, ramA, acrB y ompF para caracterizar los mecanismos del sistema de expulsión activa AcrAB/TolC y las alteraciones en la permeabilidad de membrana que reducen la sensibilidad a fluoroquinolonas en Salmonella spp.

Métodos. Se detectaron las mutaciones en los genes marA, soxS, ramA, acrB y ompF y se cuantificó su nivel de expresión en presencia y ausencia de ciprofloxacino calculando su valor de nivel de cambio por qPCR. Los datos se analizaron estadísticamente mediante el programa SPSS 19.0.

Resultados. No se encontraron mutaciones en ninguno de los genes, pero la expresión de los genes reguladores de AcrAB/TolC y del gen estructural acrB se vieron afectados por la presencia de ciprofloxacino tanto en las cepas con mutación en gyrA como en las cepas silvestres. La activación del gen marA en presencia del fármaco fue mayor en las cepas silvestres (nivel de cambio de 0,823) que en las mutantes (nivel de cambio de 0,158; p=0,049). Se vio una disminución de la expresión del gen ompF en presencia de ciprofloxacino en cepas con mutación (nivel de cambio de -0,949 p=0,017).

Conclusión. La disminución de la sensibilidad a fluoroquinolonas en Salmonella spp es un proceso complejo, donde intervienen diferentes mecanismos bacterianos. Este estudio encuentra gran diferencia en el grado de participación de los mecanismos estudiados entre las cepas con y sin mutación en gyrA. Mientras que las cepas silvestres activan el sistema de expulsión activa, especialmente a través del gen marA, las cepas con mutación reprimen la expresión del gen ompF, relacionado con las porinas.

Introduction. The marA, soxS, ramA, acrB and ompF genes have been studied in order to characterize mechanisms of AcrAB-TolC active efflux pumps and membrane permeabilityalterations that reduce fluoroquinolones susceptibility in Salmonella spp.

Methods. Mutations in marA, soxS, ramA, acrB and ompF genes were detected, as well as their expression levels in presence and absence of ciprofloxacin, calculating the level of change between them by qPCR. Data were analysed by using SPSS 19.0.

Results. No mutations in these genes were found, but both AcrAB-TolC regulatory genes and structural acrB gene expression were affected by ciprofloxacin in both mutant strains and wild type bacterial strains (WT). The activation of the marA gene in presence of drug was higher in WT strains (level of change 0.823) than in mutants strains (level of change 0.158; p=0.049). In gyrA mutants, a reduction in ompF gene expression in presence of ciprofloxacin was found (level of change -0.949 p=0.017).

Conclusion. The reduction of fluoroquinolones susceptibility in Salmonella spp is a complex process, in which several different bacterial mechanisms are involved. This study has found a high difference in the degree of participation among studied mechanisms, between bacterial strains with and without gyrA mutation. Whereas WT strains activated efflux pumps especially through marA gene, mutants supressed ompF gene expression related to porins.