Staphylococcus aureus produce biofilm independientemente de ica en ausencia del sistema de dos componentes arlRS

Toledo-Arana, A.¹; Merino, N.¹; Vergara-Irigaray, M.¹; Débarbouillé, M.²; Penadés, J.³ y Lasa, I.¹

¹Laboratorio de Biofilms Microbianos. Instituto de Agrobiotecnología y Recursos Naturales y Dpto. de Producción Agraria, Universidad Pública de Navarra-CSIC. Pamplona-31006, España. ²Biologie des Bactéries pathogènes à Gram positif, Département de Microbiologie Fondamentale et Medícale (CNRS, URA 2172). Institut Pasteur. Paris 75724. Francia. ³Universidad Cardenal Herrera-CEU e Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA), 46113 Moncada, Valencia, España.

E-mail: alejandro.arana@unavarra.es

La capacidad de formación de biofilm es considerada un factor de patogenicidad para el establecimiento de infecciones crónicas producidas por Staphylococcus aureus. Las condiciones medioambientales afectan a la formación de biofilm de S. aureus sugiriendo la existencia de reguladores positivos y negativos del proceso. La mayoría de los abordajes genéticos utilizados para la identificación de los genes involucrados en la formación de biofilm se han basado en la selección de mutantes deficientes en la formación del biofilm. Estos abordajes han permitido identificar genes esenciales para dicho proceso. En este estudio nosotros hemos realizado una aproximación inversa que ha consistido en la selección de mutantes que adquirían la capacidad de formar biofilm con el objetivo de identificar los reguladores negativos. Los mutantes analizados fueron obtenidos mediante mutagénesis por transposición y por mutación sistemática de los 16 sistemas de dos componentes presentes en el genoma de S. aureus. Los resultados de ambas estrategias coinciden en identificar al operon arlRS como un represor del biofilm, tanto en condiciones de crecimiento estáticas como de flujo continuo. El mutante en arlRS presentó una mayor adherencia primaria así como un aumento en la acumulación del exopolisacárido PNAG, producto del operon icaADBC. Sin embargo la formación de biofilm del mutante arlRS no se vio afectada cuando el operon icaADBC era delecionado, indicando que el exopolisacárido PNAG no es un componente esencial de la matriz del biofilm producida por el mutante arlRS. Experimentos de epistasis con reguladores globales implicados en la formación de biofilm de S. aureus indicaron que la mutación de sarA suprime, mientras que la mutación de agr refuerza el biofilm promovido por la ausencia del sistema de dos componentes arlRS.