Estudo de dois membros da familia das proteínas da membrana externa de Helicobacter pylori, homC e homD

Dissertação de mestrado em Microbiologia Clínica apresentada à Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2011Neste trabalho pretendeu se estudar a diversidade genética e evolução dos genes homC e homD, que codificam para OMPs de H. pylori, num painel de 192 estirpes isoladas de doentes de origem geográfica diferente e com diversas gastropatologias. Foram utilizadas as técnicas de PCR, sequenciação e ferramentas de bioinformática. Posteriormente, pretendeu se esclarecer o papel destes genes na virulência de H. pylori, através de ensaios in vitro e avaliação da antigenicidade das respectivas proteínas. A reconstrução filogenética do gene homC revelou uma segregação geográfica, com três grupos predominantes, Ocidental, Oriental/Ameríndio e Africano. Foram identificadas oito variantes alélicas, com especificidade geográfica nos alelos mais prevalentes. Os resultados sugerem que estas variantes podem estar envolvidas na adaptação da bactéria ao hospedeiro e constituir marcadores da patologia gástrica e da virulência da estirpe. O gene homD mostrou menor diversidade genómica. No entanto, no terminal N das proteínas HomD foi observada uma zona variável de repetições de motivos de KP (2 9 KP), tendo se verificado uma correlação entre um menor número de repetições de motivos KP (≤4 KP) e a UP e o maior número de repetições (≤7 KP) e a gastrite. A análise in silico da proteína HomD mostrou que esta região de repetições exibe um elevado índice de hidrofibicidade e antigenicidade e uma alta probabilidade de exposição à superfície da bactéria. A corroborar estes resultados, demonstrou se que a proteína HomD é antigénica. Os ensaios in vitro sugerem que o gene homC poderá estar envolvido na resposta inflamatória de H. pylori. Globalmente, os resultados obtidos neste estudo sugerem que o gene homC está implicado na interacção entre H. pylori e o hospedeiro, contribuindo para a virulência desta bactéria. O gene homD parece ser um importante antigénio de H. pylori, e devido à sua elevada conservação a nível mundial, poderá constituir um novo alvo vacinal ou terapêutico.This work aimed to study the genetic diversity and evolution of homC and homD genes, coding for H. pylori OMPs, in a panel of 189 strains isolated from patients from different geographical origins and presenting different gastric diseases. PCR, sequencing and bioinformatics analysis were used. Subsequently, to clarify the role of these genes in H. pylori virulence, in vitro experiments and evaluation of the proteins antigenicity were performed. Phylogenetic reconstruction of homC gene revealed a geographic segregation, with three predominant groups, Western, East Asian/Amerindian and African. Eight allelic variants were identified, with geographic specificity regarding the most prevalent alleles. The results suggest that these variants may be involved in bacteria adaptation to the host and constitute markers of gastric pathology and of strain virulence. homD gene showed a lower genomic diversity. However, in the N-terminus of HomD a region with a variable number of KP motifs repeats (2-9 KP) was observed, with correlation between the lower number of KP motifs repeats ( 4 KP) and peptic ulcer disease and the largest number of repeats ( 7 KP) and gastritis. In silico analysis of HomD protein showed that this region exhibits a strong hidrophilicity and antigenicity and a high probability of being exposed to the bacterial surface. In support of these results, it was demonstrated that HomD protein is antigenic. In vitro experiments suggest that homC gene may be involved in H. pylori inflammatory response. Overall, the results of this study suggest that homC gene is involved in the interaction between H. pylori and the host, contributing to bacterial virulence. homD gene appears to be an important H. pylori antigen, and because of its high global conservation likely constitutes a new therapeutic or vaccine target