Aproximación genómica y fenotípica al estudio del papel de la cápsula en la virulencia de Vibrio vulnificus

Abstract

Vibrio vulnificus es un patógeno zoonótico que provoca la muerte del hospedador por septicemia gracias a la producción de una cápsula protectora. En esta especie se ha descrito que puede darse la reversión del fenotipo capsulado (colonias opacas, O) a no capsulado (colonias translúcidas, T) y viceversa, con una frecuencia muy baja. Desentrañar las bases genéticas de la reversión permitiría no solo entender la patogénesis de esta bacteria sino también diseñar estrategias de control. El objetivo de este TFM fue dilucidar este mecanismo mediante una aproximación genómica combinada con una aproximación fenotípica usando una cepa clínica no caracterizada. Para ello, se secuenciaron y compararon los genomas de las variantes O y T de esta cepa y se realizaron ensayos para relacionar la morfología colonial con los fenotipos predichos en la especie. Los resultados obtenidos sugieren que la cepa estudiada pertenece a una nueva serovariedad dentro del Linaje 1 en la que la reversión del fenotipo de O a T y viceversa se debe a fenómenos de regulación aún por determinar y no a cambios genéticos reversibles. En este nuevo serotipo, la producción de la cápsula también confiere capacidad septicémica pero, a diferencia de los descritos, la frecuencia con la que revierte la variante T a O aumenta con los pases en medio de cultivo por lo que se hipotetiza que la reversión se debe a un fenómeno de regulación transcripcional relacionado con la adaptación al medio. Finalmente, el genoma de ambas variantes presenta un inovirus cuya caracterización merece futuros estudios.

Vibrio vulnificus is a zoonotic pathogen that causes the death of its host by septicemia due to the production of a protective capsule. Reversion from capsulated (opaque colonies, O) to non-capsulated (translucent colonies, T) phenotype and vice versa has been described in this species but with a very low frequency. Unravelling the genetic basis of the reversion would allow not only to understand the pathogenesis of this bacterium but also to design control strategies. The aim of this TFM was to elucidate this mechanism by a genomic approach combined with a phenotypic approach using an uncharacterized clinical strain. For this purpose, the genomes of the O and T variants of this strain were sequenced and compared and, at the same time, assays were performed to relate colonial morphology to predicted phenotypes in the species. The results obtained suggest that the strain studied belongs to a new serovar within Lineage 1 in which the reversion of the phenotype from O to T and vice versa is due to regulatory phenomena yet to be determined and not to reversible genetic changes. In this new serotype, the production of the capsule also confers septicemic capacity but, unlike those described, the reversion from T to O increases with the passages in culture medium suggesting that the reversion is due to a transcriptional regulation phenomenon related to adaptation to the environment. Finally, the genome of both variants presents an inovirus whose characterization deserves future studies.

Vibrio vulnificus és un patogen zoonòtic que provoca la mort de l'hoste per septicèmia gràcies a la producció d'una càpsula protectora. En aquesta espècie s'ha descrit que pot donar-se la reversió del fenotip capsulado (colònies opaques, O) a no capsulado (colònies translúcides, T) i viceversa, amb una freqüència molt baixa. Desentranyar les bases genètiques de la reversió permetria no sols entendre la patogénesis d'aquest bacteri sinó també dissenyar estratègies de control. L'objectiu d'aquest TFM va ser dilucidar aquest mecanisme mitjançant una aproximació genòmica combinada amb una aproximació fenotípica usant un cep clínic no caracteritzat. Per a això, es van seqüenciar i van comparar els genomes de les variants O i T d'aquest cep i es van realitzar assajos per a relacionar la morfologia colonial amb els fenotips predits en l'espècie. Els resultats obtinguts suggereixen que el cep estudiat pertany a una nova serovariedad dins del Llinatge 1 en la qual la reversió del fenotip d'O a T i viceversa es deu a fenòmens de regulació encara per determinar i no a canvis genètics reversibles. En aquest nou serotip, la producció de la càpsula també confereix capacitat septicèmica però, a diferència dels descrits, la freqüència amb la qual reverteix la variant T a O augmenta amb les passades enmig de cultiu pel que es hipotetiza que la reversió es deu a un fenomen de regulació transcripcional relacionat amb l'adaptació al mitjà. Finalment, el genoma de totes dues variants presenta un inovirus la caracterització del qual mereix futurs estudis.