Brucella intracellular life: from invasion to intracellular replication

Abstract

Brucella organisms are pathogens that ultimate goal is to propagate in their preferred niche, the cell. Upon cell contact the bacteria is internalized via receptor molecules by activating small GTPases of the Rho subfamily and by a moderate recruitment of actin filaments. Once inside cells, Brucella localizes in early phagosomes, where it avoids fusion with late endosomes and lysosomes. These early events require the control of Rab small GTPases, and cytokines such as the G-CSF. Then, the bacterium redirects its trafficking to autophagosomes and finally reaches the endoplasmic reticulum, where it extensively replicates. Some of the bacterial molecular determinants involved in the internalization and early events after ingestion are controlled by the BvrS/BvrR two component regulatory system, whereas the intracellular trafficking beyond this early compartments are con- trolled by the VirB type IV secretion system. Once inside the endoplasmic reticulum, Brucella extensively replicates without restricting basic cellular functions or inducing obvious damage to cells. The integrity of Brucella LPS on the bacterial surface is one of the required factors for Brucella intracellular survival, and therefore for virulence.

Los organismos del género Brucella son patógenos cuyo objetivo final es propagarse en su nicho preferido, la célula. Al entrar en contacto con la célula, la bacteria se internaliza a través de moléculas receptoras mediante la activación de pequeñas GTPasas de la subfamilia Rho y un moderado reclutamiento de filamentos de actina. Una vez dentro de la célula, la Brucella se localiza en los fagosomas tempranos, donde evita la fusión con los endosomas tardíos y los lisosomas. Estos eventos tempranos requieren el control de las pequeñas GTPasas Rab y de citoquinas como el G-CSF. A continuación, la bacteria redirige su tráfico hacia los autofagosomas y finalmente alcanza el retículo endoplásmico, donde se replica extensamente. Algunos de los determinantes moleculares bacterianos implicados en la internalización y en los primeros acontecimientos tras la ingestión están controlados por el sistema regulador de dos componentes BvrS/BvrR, mientras que el tráfico intracelular más allá de estos primeros compartimentos está controlado por el sistema de secreción VirB tipo IV. Una vez dentro del retículo endoplásmico, Brucella se replica ampliamente sin restringir las funciones celulares básicas ni inducir daños evidentes en las células. La integridad del LPS de Brucella en la superficie bacteriana es uno de los factores necesarios para la supervivencia intracelular de Brucella y, por consiguiente, para su virulencia.