La resistencia a los antibióticos representa actualmente uno de los mayores riesgos para la salud pública a nivel mundial, repercutiendo asimismo en la economía del sector agroalimentario. Los patógenos de trasmisión alimentaria, como Escherichia coli y Salmonella enterica (familia Enterobacteriaceae), causantes de enfermedades diarreicas, infecciones del tracto urinario y sepsis generan gran mortalidad a nivel global, con especial preocupación en las bacterias resistentes a carbapenémicos (antibióticos con el espectro de actividad más amplio y considerados de última instancia).

La elongación y la división del peptidoglicano son fuente de las principales dianas de antibióticos. Aunque mediante modificaciones estructurales ciertos antibióticos han aumentado su afinidad, buscar nuevos fármacos y dianas es imprescindible para enfrentar los mecanismos de resistencia en constante evolución. Esto resalta la necesidad del estudio de la coordinación de las actividades enzimáticas implicadas en estos procesos y en la biogénesis de las membranas interna y externa. Asimismo, el crecimiento preseptal (síntesis de peptidoglicano antes de la septación en el lugar de división), esencial en la viabilidad celular, permanece poco caracterizada.

Múltiples bacterias patógenas muestran plasticidad morfológica, formando estructuras alargadas multinucleadas y evadiendo el sistema inmune durante la infección. Sin embargo, se desconocen los mecanismos moleculares de esta filamentación o cómo afectan a su virulencia.

Por ello, esta línea de investigación pretende usar Escherichia coli como modelo de trabajo para identificar las interacciones proteicas implicadas en el crecimiento de la pared celular preseptal y su impacto en la homeostasis del peptidoglicano y la estabilidad de la membrana externa mediante análisis de supresión con una biblioteca de ADN genómico multicopia y la construcción y cribado de una biblioteca de transposones. Asimismo, determinaremos nuevas interacciones proteicas, su impacto y localización usando proteínas purificadas y/o métodos de entrecruzamiento in vivo e in vitro acoplados a espectrometría de masas.

Trasladando los resultados a cepas patógenas (E. coli uropatogénica o S. enterica) estableceremos el papel del crecimiento preseptal en la virulencia bacteriana y como posible nueva diana antibiótica, aumentando la relevancia de nuestros resultados en la lucha contra la resistencia a los antibióticos. Mediante la reconstrucción de las cepas mutantes (metodología de recombinación y conjugación), estudiaremos la correlación genética crecimiento preseptal-virulencia (aproximaciones in vitro -resistencia a polimixina B, formación de biopelículas…- y basadas en cultivos celulares -ensayo de proliferación en macrófagos o de invasión en células HeLa).