Identificação de determinantes de patogenicidade de Mycoplasma hyopneumoniae

Abstract

Mycoplasma hyopneumoniae e Mycoplasma flocculare coabitam o trato respiratório suíno, são geneticamente similares e compartilham a maioria dos genes conhecidos como codificadores de fatores de virulência. Entretanto, M. hyopneumoniae é patogênico, sendo o agente etiológico da pneumonia enzoótica suína (PES), enquanto M. flocculare é comensal. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi analisar comparativamente os proteomas e secretomas de M. hyopneumoniae e M. flocculare, a fim de identificar diferenças relacionadas a determinação de patogenicidade de M. hyopneumoniae. Para isso, uma abordagem de fracionamento celular combinada a espectrometria de massas (LC-MS/MS) foi utilizada para analisar comparativamente os proteomas intracelular, de superfície e os secretomas de M. hyopneumoniae e M. flocculare. Mais de 50% das proteínas preditas nos proteomas dos micoplasmas analisados foram identificadas, incluindo diversas proteínas diferencialmente representadas entre M. hyopneumoniae e M. flocculare. Entre estas proteínas, podem-se destacar aquelas relacionadas a processos biológicos envolvidos na interação micoplasmas-hospedeiro, que incluem adesão, processamento proteolítico, proteção contra estresses, e vias do metabolismo energético e de síntese proteica, as quais foram consideradas potenciais determinantes de patogenicidade de M. hyopneumoniae. Além disso, a análise comparativa dos secretomas de M. hyopneumoniae e M. flocculare demonstrou que os repertórios de proteínas secretadas por estas micoplasmas são diferenciais, sendo que diversos potenciais determinantes de patogenicidade foram detectados como secretados por M. hyopneumoniae. Os proteomas das linhagens M. hyopneumoniae 7448 (patogênica) e M. hyopneumoniae J (não-patogênica) também foram comparativamente analisados em condições de estresse oxidativo e térmico. Interessantemente, diversos potenciais determinantes de patogenicidade foram detectados em maior abundância em M. hyopneumoniae 7448 em situações de estresse, sugerindo que o estresse pode atuar como gatilho para expressão destas proteínas nesta micoplasma. Em conclusão, as análises proteômicas comparativas realizadas permitiram a identificação de mais de uma centena de proteínas diferencialmente representadas entre M. hyopneumoniae e M. flocculare, muitas das quais são potenciais determinantes de patogenicidade de M. hyopneumoniae.

Mycoplasma hyopneumoniae and Mycoplasma flocculare coinhabit the porcine respiratory tract, are genetically similar and share most of the known virulence factor coding genes. However, M. hyopneumoniae is pathogenic, being the etiological agent of porcine enzootic pneumonia (PEP) while M. flocculare is commensal. In this context, the aim of this study was comparatively analyze the proteomes and secretomes of M. hyopneumoniae and M. flocculare, in order to identify differences related to M. hyopneumoniae pathogenicity determination. For that, a cell fractioning approach combined to mass spectrometry was used to analyze the intracellular and surface proteomes, and the secretomes of M. hyopneumoniae and M. flocculare. Over 50% of proteins predicted in the analyzed mycoplasmas proteomes were identified, including many differentially represented proteins between M. hyopneumoniae and M. flocculare. Among these proteins, were of particular interest those related to biological processes involved in mycoplasma-host relationship, which include adhesion, post-translation proteolytical processing, stress protection, and energetic metabolism and protein synthesis pathways, which were considered potential pathogenicity determinants of M. hyopneumoniae. Moreover, the comparative analyses of M. hyopneumoniae and M. flocculare secretomes demonstrated that the secreted protein repertoires of these mycoplasmas are differential, once several potential pathogenicity determinants were detected as secreted by M. hyopneumoniae. The proteomes of the strains M. hyopneumoniae 7448 (pathogenic) and M. hyopneumoniae J (non-pathogenic) were also comparatively analyzed in oxidative and heat stress conditions. Interestingly, several potential pathogenicity determinants were detected in higher abundance in M. hyopneumoniae 7448 in stress conditions, suggesting that the stress may act as a trigger for the expression of these proteins. Overall, the performed proteomics comparative analyses allowed the identification of more than one hundred differentially represented proteins between M. hyopneumoniae and M. flocculare, many of which are potential pathogenicity determinants.