Genes involucrados en la biogénesis de fimbrias afectan la formación de biopelículas por parte de Klebsiella pneumoniae / Genes involved in fimbrial biogenesis affect biofilm formation in Klebsiella pneumoniae

RESUMEN

Introducción. Klebsiella pneumoniae es un patógeno oportunista comúnmente asociado con infecciones hospitalarias. La persistencia y patogénesis de este microorganismo pueden estar asociadas con su capacidad para formar biopelículas. Entre los factores implicados en la formación de biopelículas en diversos microorganismos están las fimbrias o pili. K. pneumoniae expresa tanto fimbria tipo 1 como fimbria tipo 3, estructuras proteicas importantes en la mediación de la adhesión a células epiteliales y la virulencia. Objetivo. Identificar genes importantes en la formación de biopelículas de K. pneumoniae. Materiales y métodos. K. pneumoniae MZ2098 se mutagenizó con el transposón miniTn10Km y subsecuentemente se tamizó para deficiencias en la formación de biopelículas en placas de 96 pozos usando medio BHI-MOPS. Los mutantes seleccionados se analizaron bajo diversas condiciones variando los medios de cultivo y las superficies utilizadas. Los genes interrumpidos por el transposón se identificaron mediante reacción en cadena de la polimerasa arbitraria y secuenciación. Resultados. De un banco de 9.300 inserciones en K. pneumoniae se obtuvieron 37 mutantes deficientes en su capacidad para formar biopelículas. Se identificaron tres mutantes con inserciones en genes para fimbria con fenotipos notables por su diferencia en cuanto a la capacidad para adherirse a superficies in vitro. Conclusión. Los resultados indicaron que las fimbrias tipo 1 y 3, ésta última ya implicada en este fenómeno en K. pneumoniae, son factores importantes para la adhesión y la formación de agregados multicelulares.

ABSTRACT

Introduction. Klebsiella pneumoniae is an opportunistic pathogen commonly associated with nosocomial infections. The persistence and pathogenesis of this microorganism is associated with its capacity to form biofilms. Pili or fimbriae are among the factors implicated in biofilm formation in diverse microorganisms. Klebsiella pneumoniae expresses both type 1 and type 3 fimbriae—proteinacious structures that mediate adhesion to epithelial cells and are important for virulence. Objective. To identify genes involved in biofilm formation in K. pneumoniae. Materials and methods. Klebsiella pneumoniae MZ2098 was subjected to mutagenesis with the miniTn10Km transposon and screened for defects in ability to form biofilms. The bacteria were curltured in 96-well plates using BHI-MOPS medium. Selected mutants were analyzed under diverse conditions by varying culture conditions and growth surfaces. Genes interrupted by the transposon were identified by arbitrary polymerase chain reaction and sequencing. Results. Thirty-seven mutants deficient in biofilm formation were obtained by screening 9,300 transposon-insertion mutants in K. pneumoniae. Three of these mutants had insertions in genes that affected fimbrial formation, and their phenotypes showed severe defects in the capacity to adhere to surfaces in vitro. Conclusion. Type 1 and type 3 fimbriae are important factors for adhesion and formation of multicellular aggregates of K. pneumoniae.