Análise transcricional de genes relacionados à formação de biofilme e virulência em cepas de Listerua Monocytogenes cultivadas em diferentes temperaturas

Abstract

Dentre as oito espécies do gênero Listeria, a única transmitida por alimentos, patogênica para humanos, é a Listeria monocytogenes. De grande preocupação para a indústria alimentícia, este microrganismo pode ser encontrado em diversas superfícies de plantas processadoras de alimentos, sendo capaz de se aderir e formar persistentes biofilmes. No presente trabalho, foi estudada a influência da concentração de glicose e do tempo de incubação na formação de biofilme por uma cepa de L. monocytogenes, sorotipo 1/2a, cultivada em três diferentes temperaturas, 7°C, 25°C e 37°C, através de planejamento experimental utilizando a Metodologia de Superfície de Resposta. As duas variáveis testadas, para os intervalos estudados, foram significativas (p<0,05) na formação de biofilme somente na temperatura de 37°C e, tanto concentrações de glicose tendendo a zero combinadas com tempos de incubação próximos a 26 h, como maiores concentrações de glicose combinadas com menores tempos de incubação, dentro da faixa de estudo aplicada, representaram boas condições para a formação de biofilme. Foi também realizada a análise transcricional de genes relacionados à formação de biofilme e virulência em duas cepas de L. monocytogenes, sorotipos 1/2a e 4b, cultivadas a 7°C e 37°C (condição controle), pela técnica de PCR quantitativo em tempo real (RT-qPCR). Para ambas as cepas, os genes sigB, prfA, luxS, sufS, sufU, ltrC e flaA apresentaram transcrição significativamente aumentada (p<0,05) a 7°C, em comparação aos resultados para a condição de cultivo a 37°C, enquanto que o gene hly não variou significativamente a sua transcrição entre as duas temperaturas. O gene actA foi mais transcrito a 7°C para a cepa denominada 55, do sorotipo 1/2a, enquanto que não variou significativamente a sua transcrição entre as duas condições de crescimento para a cepa denominada 47, do sorotipo 4b. No entanto, para a cepa 55, o gene degU não demonstrou diferença estatisticamente significativa entre seus níveis de transcrição nas duas temperaturas estudadas, mas para a cepa 47, apresentou transcrição significativamente aumentada a 7°C. Interessantemente, a presença do gene agrA não foi detectada na cepa 47, e os seus níveis de transcrição foram menores a 7°C para a cepa 55. Estes resultados demonstram que os dois sorotipos estudados, responsáveis por muitos dos casos humanos de listeriose, apresentam mecanismos moleculares diferentes, nas temperaturas de 7°C e 37°C.

Among the eight species of genus Listeria, the only transmitted by food, pathogenic for humans, is Listeria monocytogenes. Of great concern to the food industry, this microorganism can be found in various areas of food processing plants, being able to adhere and form persistent biofilms. In the present work, the influence of glucose concentration and incubation time on biofilm formation by a strain of L. monocytogenes, serotype 1/2a, grown in three different temperatures, 7°C, 25°C and 37°C, have been studied, through an experimental design using the Response Surface Methodology. The two variables tested, for the studied intervals, were significant (p<0,05) in the biofilm formation only at a temperature of 37°C and, both glucose concentrations tending to zero combined with incubation times near to 26 h, and higher glucose concentrations combined with lower incubation times, within the applied range study, represented good conditions for biofilm formation. Transcriptional analysis of genes related to biofilm formation and virulence in two strains of L. monocytogenes, serotypes 1/2a and 4b, grown at 7°C and 37°C (control condition), was also performed, by real-time quantitative PCR (RT-qPCR). For both strains, sigB, prfA, luxS, sufS, sufU, ltrC and flaA genes showed significantly increased transcription (p<0,05) at 7°C, in comparison with results for the growth condition at 37°C, whereas hly gene did not varied significantly its transcription between the two temperatures. The actA gene was more transcribed at 7°C for the 55 strain, serotype 1/2a, while did not varied significantly its transcription between the two growth conditions for the 47 strain, serotype 4b. However, for 55 strain, the degU gene did not showed statistically significant difference for its transcription levels between the two studied temperatures, but for 47 strain, presented significantly increased transcription at 7°C. Interestingly, the presence of agrA gene was not detected in 47 strain, and its transcription levels were lower at 7°C for 55 strain. These results demonstrate that the two studied serotypes, responsible for many of the human listeriosis cases, have different molecular mechanisms, at temperatures of 7 and 37°C.