Regulation of RHO guanosine triphosphatases in reducing the migration of intestinal cells induced by wild and standard strains of enteropathogenic Escherichia coli

Escherichia coli enteropatogÃnica (EPEC) à um importante patÃgeno associado Ãs doenÃas diarreicas. InfecÃÃes intestinais ocasionam comprometimento da barreira intestinal e um dos primeiros mecanismos de resposta à recuperaÃÃo à a migraÃÃo das cÃlulas intestinais. As principais proteÃnas que regulam esse processo sÃo as pequenas GTPases Rho, Rac1, RhoA e Cdc42A. A alanil-glutamina (Ala-Gln) estimula este processo migratÃrio, entretanto os mecanismos envolvidos nesta resposta ainda sÃo desconhecidos. Desse modo, investigou-se o efeito de uma cepa selvagem e padrÃo (E2348/69) de EPEC, e de uma cepa comensal E. coli HS na migraÃÃo celular intestinal, bem como a regulaÃÃo da transcriÃÃo e expressÃo gÃnica das GTPases Rho e o papel da suplementaÃÃo com Ala-Gln no processo de migraÃÃo na presenÃa ou ausÃncia da infecÃÃo. A infecÃÃo pelas cepas de EPEC e pela cepa comensal reduziram significativamente a migraÃÃo celular intestinal. Entretanto, houve uma maior reduÃÃo desse efeito nas cÃlulas infectadas pelas cepas de EPEC quando comparado Ãquelas infectadas pela cepa comensal de E. coli HS. Observou-se um alto percentual de cÃlulas necrÃticas, cerca de 30%, induzido pela cepa padrÃo de EPEC apenas nos tempo de 12 e 24 horas apÃs infecÃÃo. A adiÃÃo da Ala-Gln em cÃlulas nÃo infectadas estimulou significativamente e de modo dose dependente a migraÃÃo apÃs 24 horas. PorÃm, quando esse nutriente foi adicionado durante 12 e 24 horas na presenÃa da infecÃÃo, nÃo houve uma reversÃo do dano. Em relaÃÃo à expressÃo gÃnica das GTPases Rho, observou-se um aumento da transcriÃÃo de rac1 nas cÃlulas que haviam sido infectadas pelas cepas de EPEC e E. coli HS, bem como um aumento da transcriÃÃo de rhoA nas cÃlulas infectadas pela cepa padrÃo de EPEC apÃs 2 horas da infecÃÃo. Todavia, na anÃlise das proteÃnas por imunofluorescÃncia, RhoA e Cdc42 mostraram-se aumentadas nas cÃlulas infectadas pela EPEC padrÃo quando comparado ao controle. Enquanto que as cÃlulas infectadas com a cepa selvagem de EPEC observou-se um aumento de Rac1 e reduÃÃo de RhoA. Esses dados mostraram que a migraÃÃo das cÃlulas intestinais à reduzida principalmente pelas cepas patogÃnicas de EPEC, ao regular a transcriÃÃo e expressÃo gÃnicas das proteÃnas GTPases Rho. A suplementaÃÃo com Ala-Gln em cÃlulas intestinais promoveu a migraÃÃo celular apenas na ausÃncia da infecÃÃo.Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) is an important pathogen associated with diarrheal diseases. Intestinal infections cause impairment of the intestinal barrier and one of the earliest response mechanisms to recover is migration of the intestinal cells to cover the injured area. The key proteins that regulate cell migration are small Rho GTPases, Rac1, Cdc42 and RhoA. The alanyl-glutamine (Ala-Gln) increases this migration process, however the mechanisms involved in this response are still unknown. Thus, we investigated the effect of a wild type strain and standard (E2348/69) of EPEC strain and a commensal E. coli HS on intestinal cell migration, as well as transcriptional regulation and gene expression of Rho GTPases and the role of supplemental Ala-Gln in the migration process in the presence or absence of infection. Infection by EPEC strains and commensal E. coli HS significantly reduced intestinal cell migration. However, this effect was more pronounced in cells infected by the strains of EPEC compared to those infected by the commensal strain of E. coli HS. We observed a high percentage of necrotic cells, about 30%, induced only by EPEC strain pattern 12 and 24 hours after infection. The addition of Ala-Gln in uninfected cells significantly stimulated in a dose dependent migration after 24 hours. However, when this nutrient was added over 12 and 24 hours in the presence of infection, there was no reversion of the damage. Regarding the gene expression of Rho GTPases, we observed an increase in transcription of rac1 in cells that had been infected by the strains of EPEC and E. coli HS as well as an increase in rhoA transcription in cells infected with EPEC strain pattern at 2 hours after infection. However, the analysis of proteins by immunofluorescence, RhoA and Cdc42 shown to be elevated in cells infected with EPEC pattern when compared to the control. Whereas cells infected with wild EPEC strain was observed an increase of Rac1 and reduction of RhoA. These data showed that cell migration is reduced mainly by the intestinal pathogenic strains of EPEC, in regulating gene transcription and expression of the protein Rho GTPases. Supplementation with Ala-Gln in intestinal cells only promoted cell migration in the absence of infection