Análise da expressão de genes relacionados ao Sistema CRISPR/Cas em isolados clínicos de Pseudomonas aeruginosa

Abstract

O CRISPR/Cas é um sistema que confere defesa adaptativa a procariotos contra elementos genéticos móveis. Em contrapartida, os fagos codificam proteínas anti-CRISPR, capazes de bloquear a ação desse sistema. Dentre as principais bactérias de importância clínica, Pseudomonas aeruginosa é um bacilo Gram-negativo associado a infecções hospitalares e a resistência a múltiplas classes de antimicrobianos. Estudos prévios permitiram a identificação do sistema CRISPR/Cas do tipo I-F e I-E em isolados clínicos de P. aeruginosa, e o sequenciamento destes genomas permitiu a identificação de profagos, genes anti-CRISPR, espaçadores derivados de fagos e plasmídeos e de um gene bacteriano hemN. O mecanismo de ação destes genes relacionados ao sistema CRISPR/Cas ainda necessita de elucidações. Diante disto, o atual estudo teve por objetivo avaliar a expressão destes genes relacionados ao CRISPR/Cas em quatro isolados clínicos de P. aeruginosa positivos para o sistema tipo-F, sob diferentes condições nutricionais, através das técnicas de RT-PCR e qRT-PCR. Constatou-se no isolado Pae28 que os genes anti-CRISPR acIrE1, acrIF3, acrIF5 são mais expressos em condições nutricionais limitadas, enquanto no isolado Pae42 os níveis de expressão de acrIF7 são mais altos em condições ricas em nutrientes. A expressão de genes do fago phiCTX foi evidenciada em Pae28 e Pae42, que possuem espaçador contra este mesmo fago. Todos os isolados estudados apresentaram algum nível de expressão para o gene hemN, apesar da presença de um espaçador derivado desse gene dentro do locus CRISPR nos isolados Pae29 e Pae42. Embora estudos tenham mostrado uma função de regulador da expressão gênica, nossos resultados sugerem que o sistema CRISPR/Cas pode promover a indução de profagos em P. aeruginosa, como consequência de sua função primária, clivando material genético alvo.