Analisi proteomica di Mycobacterium abscessus esposto a diverse concentrazioni di manganese in diversi stati metabolici

Mycobacterium abscessus, una specie di micobatterio non tubercolare a crescita rapida e multi-resistente, comunemente residente nel suolo ed in corsi di acqua potabile, è un patogeno opportunista che può causare molte malattie cliniche come polmonite cronica e infezioni alla pelle. Al momento i farmaci, la durata ed il regime della cura per M. abscessus non sono ben codificati e i trattamenti mostrano una percentuale di successo intorno al 50%. La bio-disponibilità di elementi essenziali alla crescita e replicazione batterica rappresenta un fattore importante nel determinare l’esito di un’infezione. Infatti, se da un lato i patogeni hanno la capacità di adattarsi alle condizioni nutrizionali dell’ospite, d’altra parte anche l’ospite è in grado di adottare strategie difensive atte ad interferire con l’assunzione di elementi essenziali da parte del patogeno. Lo scopo di questo lavoro di tesi è quello di comprendere, mediante un’indagine proteomica, come la quantità disponibile di manganese (Mn2+), modifichi il metabolismo del batterio a diverse condizioni nutrizionali. In particolare, è stato studiato l’effetto dello ione Mn2+, utilizzato a concentrazione molto bassa (0,66 µM) o in quantità particolarmente elevata (800 µM) durante la crescita batterica, allo scopo di evidenziare le alterazioni proteomiche indotte da concentrazioni estreme di questo ione ed identificare le proteine che potrebbero essere direttamente coinvolte nella regolazione della sua omeostasi. Inoltre, nella fase di crescita batterica sono state utilizzate due diverse fonti di carbonio (acetato e glucosio) allo scopo di determinare se in condizioni metaboliche diverse vi sia, a livello del proteoma ed in particolare delle proteine coinvolte nel metabolismo centrale, anche una diversa risposta cellulare all’esposizione a Mn2+. L’analisi del proteoma intracellulare di M. abscessus nelle quattro condizioni descritte sopra è stata condotta utilizzando sia un approccio di tipo label-free sia un approccio label-based, mediante cromatografia liquida accoppiata alla spettrometria di massa tandem (LC-MS/MS). In questo modo si sono potuti valutare sia i cambiamenti di abbondanza nelle proteine prodotte da M. abscessus alle due concentrazioni di Mn2+ a parità di fonte di carbonio, sia tra le due fonti di carbonio a parità di concentrazione di Mn2+. I dati ottenuti hanno messo in evidenza che numerose proteine, quali ad esempio alcune proteine ribosomiali, proteine coinvolte nei processi di modificazioni post trascrizionali (miaA e miaB) e regolatori trascrizionali, mostrano una significativa variazione di abbondanza come conseguenza della variazione nella fonte di carbonio ma anche a seguito dell’esposizione del batterio ad elevate concentrazioni di Mn2+. I risultati dello studio possono essere utilizzati, oltre che per incrementare le conoscenze di base relative a questo microrganismo, anche come punto di partenza per ipotizzare possibili nuovi approcci terapeutici.