Coexistencia de vías alternativas de formación de biofilm, ica dependientes e independientes, en cepas de Staphylococcus aureus resistentes a meticilina

Vergara-Irigaray M. ¹, Valle J.¹, Penadés J. ² y Lasa I.¹

¹Instituto de Agrobiotecnología y Recursos Naturales. Universidad Pública de Navarra – Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Pamplona 31006, Navarra. e-mail: marta.vergara@unavarra.es. ²Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA), Moncada 46113, Valencia

Staphylococcus aureus es uno de los patógenos hospitalarios más importantes ya que frecuentemente, causa infecciones asociadas al uso de implantes médicos. Sobre estos dispositivos S. aureus es capaz de adherirse y crecer formando biofilms lo cual, le vuelve más resistente tanto a la acción del sistema inmune como al tratamiento antibiótico. De está forma, se generan infecciones crónicas muy difíciles de eliminar y frecuentemente es necesario eliminar los dispositivos infectados y sustituirlos por unos nuevos, con toda la problemática que ello conlleva. Tradicionalmente la formación del biofilm de S. aureus se ha asociado a la producción del exopolisacárido de unión intercelular PNAG cuya síntesis depende de las enzimas codificadas por el operón ica. Sin embargo, en uno de nuestros estudios, el análisis de 63 cepas clínicas de S. aureus, ica positivas, ha revelado la existencia de cepas que a pesar de producir elevados niveles de PNAG no desarrollan biofilm y de cepas que aunque no sintetizan PNAG son capaces de formarlo. Estos resultados indican que en algunas cepas la síntesis de PNAG no es suficiente mientras que en otras no es necesaria para la formación del biofilm. Con el fin de estudiar el proceso de formación de biofilm independiente de PNAG, seleccionamos la cepa 132, por ser resistente a meticilina y capaz de formar biofilm en ausencia de PNAG. La mutación por intercambio alélico del operón ica en esta cepa no afecta a la capacidad de formar biofilm en medio TSB-glucosa sin embargo, afecta a la formación de biofilm en condiciones de estrés osmótico es decir, en medio TSB-NaCl. De acuerdo con estos resultados, el biofilm formado en medio TSB-glucosa es sensible a tratamientos con proteinasa K y resistente a tratamientos con metaperiodato sódico, un agente que oxida los polisacáridos inactivándolos. Este resultado sugiere que el biofilm formado en este medio puede presentar algún componente de naturaleza proteica. Por el contrario, el biofilm formado en TSB-NaCl es resistente a tratamientos con proteinasa K y sensible a tratamientos con metaperiodato sódico, indicando que la formación del biofilm en condiciones de estrés osmótico es dependiente de un componente de naturaleza polisacarídica, muy probablemente PNAG. Estos resultados sugieren la existencia de al menos dos mecanismos alternativos de formación de biofilm en la misma bacteria, uno de los cuales sería dependiente de un componente de naturaleza proteica y otro dependiente de la producción de PNAG. Recientemente, hemos construido mediante mutagénesis por transposición una genoteca de mutantes para identificar el componente proteico responsable de la formación de biofilm en ausencia de PNAG.