Inducción de genes de virulencia en Mycobacterium tuberculosis por la nicotina

Abstract

Resumen La tuberculosis es una enfermedad infecciosa causada por el agente causal Mycobacterium tuberculosis y se estima actualmente que un tercio de la población a nivel mundial se encuentra infectado. Un importante factor de riesgo es fumar. El tabaquismo es una adicción de problemática mundial y la OMS reportó que fumar incrementa hasta 1.6 veces el riesgo de padecer tuberculosis. La nicotina es el componente del humo del cigarro más estudiado, ya que genera una respuesta pro-inflamatoria desde el punto de vista del huesped. Desde el punto de vista del agente causal, no se tiene información acerca de la respuesta cuando el huésped está en contacto con el humo del cigarro. Por eso es importante saber si la nicotina genera algún cambio directamente en la virulencia de M. tuberculosis. En este trabajo se evaluó el crecimiento de M. tuberculosis expuesta a la nicotina, además de la interacción física dentro de neumocitos tipo II entre la nicotina y la bacteria mediante microscopia confocal y la expresión de los siguientes genes de virulencia lys X, pirG, fad26, fbpA, ompAtb, hbhA, esxA (esat 6), esxB (cfp10), Hspx, katG, LpqH y caeA. Se encontró que la nicotina entra y se distribuye de manera uniforme en el citoplasma de los neumocitos tipo II, gracias a su naturaleza lipofílica. Se observó interacción entre la bacteria y la nicotina, debido a la colocalización de ambas dentro de la célula. Se demostró que la nicotina incrementa el crecimiento de la micobacteria, creemos que este efecto en la bacteria puede deberse por la expresión de una estructura similar al receptor alfa 7 nicotínico de acetilcolina, que reconoce la nicotina en el medio de crecimiento y produce cambios en la virulencia de la bacteria al inducir la expresión de genes que se relacionan con cambios en la secreción y superficie celular, en la envoltura bacteriana y en la respuesta a péptidos antimicrobianos, dando como resultado una cepa más virulenta y metabólicamente más activa.

Abstract Tuberculosis is an infectious disease caused by the causative agent Mycobacterium tuberculosis. It is currently estimated that one third of the world's population is infecteded. A major risk factor is smoking. Smoking is a global addiction problem. The WHO reported that smoking increases up to 1.6 times the risk of suffering from tuberculosis. Nicotine is the most studied component of cigarette smoke, since it generates a pro-inflammatory response from the host's point of view. From the point of view of the causative agent, there is no information about the response when the host is in contact with cigarette smoke. For this reason, it is important to know whether nicotine generates any changes directly in the virulence of M. tuberculosis. In this work, the growth of M. tuberculosis exposed to nicotine was evaluated, as well as the physical interaction between nicotine and the bacterium within type II pneumocytes using confocal microscopy, as well as the expression of the following virulence genes: 16S, lys X , pirG, fad26, fbpA, ompAtb, hbhA, esxA (esat 6), esxB (cfp10), Hspx, katG, LpqH and caeA. It was found that nicotine enters into the cell and is evenly distributed in the cytoplasm of type II pneumocytes, due to its lipophilic nature. There is also an interaction between the bacteria and nicotine, as show by the colocalization of both elements within the cell. It was demonstrated that nicotine increases bacteria growth and it is suggested that this effect might be mediated through a structure similar to the alpha 7 nicotinic acetylcholine receptor, which recognizes nicotine in the growth medium and produces changes in the virulence of the bacteria, upregulating the expression of genes that are related to changes in the secretion and cell surface, in the bacterial envelope and in the response to antimicrobial peptides, resulting in a more virulent and metabolically active strain.