Puesta a punto de un método de análisis de virulencia de Staphylococcus aureus en Caenorhabditis elegans

Abstract

La forma clásica para analizar la virulencia de los microorganismos patógenos humanos ha sido el empleo de modelos animales mamíferos. Desde hace algún tiempo, se han desarrollado modelos alternativos no mamíferos, como el nematodo Caenorhabditis elegans, que presenta una capacidad natural de alimentarse de bacterias. Además, existen herramientas genéticas y moleculares para analizar interacciones huéspedpatógeno, es fácilmente cultivable, tiene un ciclo de vida corto y es un modelo económico. Existen estudios previos que muestran a C. elegans como un modelo adecuado para el estudio de la virulencia de S. aureus. Así, el objetivo de este trabajo fin de máster ha sido la puesta a punto de este modelo de infección en el laboratorio y su uso para la diferenciación de la virulencia de cepas que presentan diferentes grados en su capacidad de formar biofilms. Para ello, en primer lugar se determinaron las condiciones óptimas de cultivo del nematodo y las características morfológicas de cada estadío de desarrollo. En segundo lugar, se implementó el modelo de infección, comparando la virulencia de tres cepas de S. aureus con diferente capacidad de formar biofilm y diferente grado de virulencia en ratón. Los resultados obtenidos mostraron un grado de infección similar de las tres cepas y menor al esperado. Por último, se analizó la virulencia de una cepa mutante en un represor de la expresión de toxinas, obteniéndose de nuevo un grado de infección similar al obtenido con las cepas anteriores. En base a estos resultados se concluyó que el uso de este modelo, en las condiciones utilizadas, no es adecuado para analizar la virulencia de S. aureus.

The classical way to analyze the virulence of human bacterial pathogens has been the use of mammalian animal models. Over the past few years, non-mammalian alternative models have been developed, such as the nematode Caenorhabditis elegans, which has a natural ability to feed on bacteria. In addition, there exist genetic and molecular tools to analyze host-pathogen interactions, the nematode is easily cultivated, it has a short life cycle and is an economically viable model. Previous studies have shown C. elegans as an adequate model for studying the virulence of S. aureus. Thus, the objective of this Master Thesis has been the setting-up of this model of infection in the laboratory and its use for the differentiation of the virulence of strains with different degrees in their ability to form biofilms. To do this, we first determined the optimal culture conditions of the nematode and the morphological characteristics at each stage of its development. Secondly, an infection model was implemented, and the virulence of three strains of S. aureus with different abilities to form a biofilm and different degrees of virulence in mice was compared. The results showed a similar degree of infection, which was lower than expected, when any of the strains was used. Finally, we examined the virulence of a mutant strain in a repressor of the expression of toxins, and it again led to a degree of infection similar to that shown by the other strains. Based on these results, it was concluded that the use of this model, under the conditions tested, is not suitable for analyzing the virulence of S. aureus.