Actividad de promotores involucrados en la formación del biofilm de Pseudomonas aeruginosa ATCC® 10145TM en dos modos de crecimiento

Abstract

Los biofilms son comunidades de bacterias fisiológicamente adaptadas a subsistir ante condiciones adversas. Representan un problema pues crecen sobre instrumental médico e infraestructuras, donde causan deterioro y suponen pérdidas económicas. Los modelos experimentales de biofilms permiten caracterizar cambios fenotípicos y expresión/represión de genes durante su desarrollo y son por lo tanto necesarios para evaluar el efecto de potenciales inhibidores. En este estudio, se monitoreó la actividad de seis promotores (del gen LasR y de los operones CdrA, Flg, Fim, Pel y PaQa) en función al tiempo (3, 24 y 48 horas) en cultivos de Pseudomonas aeruginosa ATCC® 10145TM en dos modos de crecimiento: modo biofilm (en un modelo de biofilm, cultivos estáticos en placa Petri de poliestireno) y un modo planctónico (en cultivos en agitación), utilizando sistemas reporteros de plásmidos con fusiones promotor-gen reportero fluorescente. Los plásmidos diseñados exhibieron estabilidad, señal fluorescente medible, y no afectaron el crecimiento celular. Dos promotores, Flg y Fim, evidenciaron actividad marcadamente diferencial entre ambos modos de crecimiento, mientras que PaQa y Pel muestran ligeras diferencias a las 3 horas. Así, dos de los sistemas reporteros evaluados aparecen como herramientas útiles para el cribado de estímulos potencialmente inhibidores del desarrollo de los biofilms.

Biofilms are communities of bacteria that are physiologically adapted to survive under adverse conditions. Biofilms represent a problem because they grow on medical instruments and on infrastructures where they cause deterioration and entail economic losses. Experimental models of biofilms allow us to characterize both phenotypic changes and expression/repression of genes during their development and are, therefore, necessary to evaluate the effect of potential inhibitors. In this study, the activity of six promoters (of the LasR gene and the CdrA, Flg, Fim, Pel, and PaQa operons) was monitored as a function of time (3, 24, and 48 hours) in cultures of Pseudomonas aeruginosa ATCC® 10145TM in two growth modes: biofilm mode (in a biofilm model, static cultures in a polystyrene Petri dish) and a planktonic mode (in shaken cultures), using plasmid reporter systems with promoter-fluorescent reporter gene fusions. The designed plasmids exhibited stability and measurable fluorescent signal and did not affect cell growth. Two promoters, Flg and Fim, evidenced markedly differential activity between these two modes; meanwhile, PaQa and Pel show slight differences at 3 hours. Thus, two of the reporter systems evaluated appear as useful tools for the screening of potentially inhibitory stimuli for the development of biofilms.