Caracterização funcional e imunológica da sinal-peptidase I de Mycoplasma hyopneumoniae

Abstract

A bactéria Mycoplasma hyopneumoniae é um patógeno suíno economicamente significante, que se adere às células do epitélio respiratório causando a pneumonia enzoótica suína (PES). A adesão celular e outros processos importantes para infecção dependem de proteínas de membrana, cuja maioria é transportada pela via de exportação Sec-dependente. A sinal-peptidase tipo I (SPase I) é uma protease de membrana que atua na liberação de proteínas translocadas através da via Sec-dependente. Neste contexto, a SPase I possui participação crítica na exportação de proteínas que podem atuar nas relações patógeno-hospedeiro. Este estudo tem como objetivo a caracterização funcional e imunológica da SPase I de M. hyopneumoniae (MhSPase I), a fim de demonstrar sua funcionalidade in vivo e in vitro, sua associação à complexos proteicos de membrana e também seu papel na indução de uma resposta imune. A atividade funcional da MhSPase I recombinante (rMhSPase I) in vivo foi demonstrada através de ensaios de complementação em uma linhagem de Escherichia coli SPase I mutante condicional (E. coli IT89). A rMhSPase foi capaz de complementar parcialmente a atividade da SPase I da linhagem mutante de E. coli, permitindo a sobrevivência bacteriana em condições não permissivas. Entre as proteínas preditas in silico como secretadas por M. hyopneumoniae, dois possíveis substratos da MhSPase I foram selecionados e expressos em E. coli, a fim de realizar ensaios de clivagem de peptídeo-sinal in vitro. A associação da MhSPase I à complexos proteicos de membrana foi analisada através de ensaios de interação entre a proteína recombinante purificada e extratos proteicos de M. hyopneumoniae enriquecidos com proteínas de membrana. As respostas imune inata e adaptativa induzidas pela rMhSPase em camundongos também foram avaliadas, sendo ambas caracterizadas como anti-inflamatórias. Estes resultados sugerem um potencial imunomodulador da MhSPase I, o qual pode ser importante para a proteção de M. hyopneumoniae durante o processo inflamatório induzido pela PES no trato respiratório suíno.

Mycoplasma hyopneumoniae is an economically significant swine pathogen that colonizes the respiratory epithelial cells causing the porcine enzootic pneumonia (PEP). Cell adhesion and other processes important for infection depend on membrane proteins, most of which are transported by the Sec-dependent pathway. Type I signal peptidase (SPase I) is a membrane protease which acts in the release of translocated proteins through Sec-dependent pathway. In this context, SPase I is critical for protein export, which may act on pathogen-host relations. The aim of this study is the functional and immunological characterization of the M. hyopneumoniae SPase I (MhSPase I), in order to demonstrate its in vivo and in vitro functionality, its participation into membrane protein complexes and also its role in immune responses induction. The in vivo functional activity of recombinant MhSPase I (rMhSPase I) was demonstrated through complementation assays with an Escherichia coli conditional SPase I mutant (E. coli IT89). The rMhSPase I was able to partially complement SPase I activity of E. coli IT89 in non-permissive conditions, allowing the bacterial to survive. Among the proteins in silico predict as secreted by M. hyopneumoniae, two possible substrates of MhSPase I were selected and expressed in E. coli, in order to perform the in vitro signal peptide cleavage assays. The association of MhSPase I with membrane protein complexes was analyzed through interaction assays between the rMhSPase I and protein extracts of M. hyopneumoniae enriched with membrane proteins. The innate and adaptive immune responses induced in mice by rMhSPase I were also assessed, being both characterized as anti-inflammatories. These results suggest an immunomodulatory potential of MhSPase I, which may protect M. hyopneumoniae from host inflammatory process induced by PEP.