Investigadora Independiente CONICET / Profesora Asociada – UNC
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Tema de Investigación
Genética y fisiología de la adaptación del patógeno oportunista Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas aeruginosa es un modelo de estudio sumamente interesante teniendo en cuenta su notable versatilidad genética y metabólica que le permiten proliferar en hábitats muy diversos. Entre ellos se destaca el cuerpo humano, en donde constituye un importante patógeno oportunista como el agente etiológico de una amplia variedad de infecciones y la causa principal de infecciones pulmonares crónicas y mortalidad en pacientes con fibrosis quística (FQ). Nuestro principal interés es entender las bases moleculares que subyacen a la adaptabilidad de la bacteria, estudiando diferentes sistemas y/o factores por los cuales las células aumentan la tasa de mutación y adquieren estados de hipermutabilidad. Estudiamos así los mecanismos de adquisición de mutaciones que conllevan a cambios fenotípicos adaptativos característicos de infecciones respiratorias crónicas FQ, tales como la conversión mucoide (mutaciones en mucA), la emergencia de variantes alteradas en el quórum sensing (mutaciones en lasR), la emergencia de variantes pequeñas hiper formadoras de biofilms (mutaciones en genes relacionados al metabolismo del c-di-GMP) y la adquisición de resistencia antibiótica (mutaciones en el gen la β-lactamasa ampC). Nuestros principales enfoques experimentales incluyen estudios de evolución experimental o evolución in vivo, siguiendo procesos adaptativos durante décadas de evolución en pacientes FQ. Hemos incursionado en estudios de genómica estructural y comparativa, estudios proteómicos, bioquímicos, moleculares y estructurales, los cuales nos han permitido aportar nuevas evidencias de la implicancia de la hipermutabilidad en el favorecimiento de procesos de diversificación fenotípica tan complejos como los que P. aeruginosa sufre en los ciclos de formación de biofilms y/o en las infecciones respiratorias crónicas. Estamos en constante incursión de metodologías de avanzada, tales como modelos de estudio de patogénesis bacteriana, sistemas de formación biofilms, técnicas de microscopía, así como de manipulación genética de bacterias, destacándose en esto último el desarrollo de nuevas herramientas de edición genómica múltiple a través de CRISP-Cas9.
Investigadores Integrantes del Grupo
- Alejandro Moyano, Investigador Adjunto de CONICET
Becarios Integrantes del Grupo
- Román Martino, Becario posdoctoral
- Albano TENAGLIA, Becario posdoctoral
- Gabriela HEDEMANN, Becaria doctoral
- Verónica LÓPEZ, Becaria doctoral
Publicaciones Seleccionadas
- Modular (de)construction of complex bacterial phenotypes by CRISPR/nCas9-asssisted, multiplex cytidine base-editing. Volke DA*, Martino RA*, Kozaevaa E, Smania AM and Nikel PI. 2022. Submitted (*equal contribution)
- Polymicrobial infections can select against Pseudomonas aeruginosa Luján AM, Paterson S, Hesse E, Sommer LM, Marvig RL, Sharma MD, Alseth EO, Ciofu O, Smania AM, Molin S, Johansen HK and Buckling A. 2022. Accepted for publication in Nature Ecology and Evolution
- Development of antibiotic resistance reveals diverse evolutionary pathways to face the complex and dynamic environment of a long-term treated patient. Colque CA, Tomatis PE, Albarracín Orio AG, Dotta G, Feliziani S, Moreno DM, Hedemann LG, Hickman R, Sommer LM, Bonomo RA, Moyano AJ, Johansen HK, Molin S, Vila AJ* and Smania AM*. 2021. bioRxiv, doi: https://doi.org/10.1101/2021.05.14.444257. Submitted (*equal contribution)
- Hypermutator Pseudomonas aeruginosa exploits multiple genetic pathways to develop multidrug resistance during long-term infections in the airways of cystic fibrosis patients. Colque CA, Albarracín Orio AG, Feliziani S, Marvig RL, Tobares RA, Johansen HK, Molin S, Smania AM. 2020. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 64:e02142-19. doi: 10.1128/AAC.02142-19
- Coexistence and within-host evolution of diversified lineages of hypermutable Pseudomonas aeruginosa in long-term cystic fibrosis infections. Feliziani S, Marvig RL, Luján AM, Moyano AJ, Di Rienzo JA, Krogh Johansen H, Molin S, Smania AM. 2014. PLoS Genetics 10:e1004651.
- A long-chain flavodoxin protects Pseudomonas aeruginosa from oxidative stress and host bacterial clearance. Moyano AJ, Tobares RA, Rizzi YS, Krapp AR, Mondotte JA, Bocco JL, Saleh MC, Carrillo N, Smania AM. 2014. PLoS Genetics, 10:e1004163.
(Ver más publicaciones-CONICET)
Colaboraciones
- Soren Molin, Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainabilty (DTU), Denamrk
- Alejandro Vila, Instituto de Biología Celular y Molecular de Rosario (IBR), Argentina
- Pablo Nikel, Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainabilty (DTU), Denmark
- Nancy López y Paula Tribelli, Instituto de Química Biológica Ciencias Exactas y Naturales (IQUIBICEN-UBA), Argentina
- Breve Currículum Vitae
Breve Currículum Vitae
- Objetivos de la Investigación:
El objetivo principal de investigación se centra en el estudio de las bases moleculares de la adaptación en bacterias, tomando como modelo de estudio a la bacteria patógena oportunista Pseudomonas aeruginosa y los procesos infecciosos crónicos que causa en pacientes con fibrosis quística. Siendo la mutación una de las mayores fuerzas motoras de la evolución en bacterias, nuestras investigaciones están dirigidas al estudio de distintos sistemas y/o factores que controlan la tasa de mutación así como distintos mecanismos mediante los cuales la células aumentan la tasa de mutación adquiriendo estados de hipermutabilidad.
- Experiencia Técnica
Biología Molecular, Microbiología, Bioquímica, Genómica estructural y Bioinformática
- Formación Académica
Bióloga 1985-1990, Universidad Nacional de Córdoba. Promedio general: 9,14.
Doctora en Ciencias Biológicas 1990-1995. Universidad Nacional de Córdoba. Calificación: Sobresaliente
Postdoctorado 1996-1998. CIQUIBIC-CONICET, Facultad de Ciencias Químicas, UNC. Director: Dr. Carlos Argaraña.
Posdoctorado 1999 Centro Nacional de Biotecnología (CNB) Madrid, ESPAÑA. Director: Dr. Víctor de Lorenzo.
- Posición Actual
Investigadora Independiente de la Carrera de Investigador Científico del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET).
Profesora Asociada Dedicación Exclusiva (por concurso) en el Departamento de Química Biológica Ranwel Caputto de la Facultad Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba.
Categoría I en el Programa de Incentivos al Investigador Docente
Directora del Departamento de Química Biológica Ranwel Caputto de la Facultad de Ciencias Química, Universidad Nacional de Córdoba.
Profesora responsable de la organización y dictado de la asignatura “Genética Molecular Avanzada” en la nueva carrera de Licenciatura en Biotecnología de la Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba.
Presidenta de la Sociedad Argentina de Microbiología General (SAMIGE)
- Premios y Distinciones
Premio Academia de Ciencias Médicas a la Investigación Básica 2010 «Implicancia de Mecanismos de Mutagénesis en la emergencia de fenotipos adaptativos de P. aeruginosa».
Premio Fundación Fibrosis Quística 2006 «P. aeruginosa principal causa de infecciones pulmonares crónicas en pacientes con Fibrosis Quística. Estudios de la relación entre hipermutabilidad y conversión al fenotipo mucoide»
- Tesis Doctorales dirigidas
Dr. Alejandro Moyano. Doctorado en Química de la Facultad de Ciencias Químicas, UNC. Rol de los mecanismos de mutagénesis en la conversión al fenotipo mucoide en Pseudomonas aeruginosa Diciembre 2009.
Dra. Adela Luján. Doctorado en Química de la Facultad de Ciencias Químicas, UNC. Mecanismos de mutagénesis, conversión al fenotipo lasR y formación de biofilms en Pseudomonas aeruginosa Octubre 2011.
Dra. Sofía Feliziani. Doctorado en Química de la Facultad de Ciencias Químicas, UNC. Evolución genómica de poblaciones de Pseudomonas aeruginosa hipermutadoras en infecciones pulmonares crónicas en pacientes con fibrosis quística. Marzo 2014.
Dra. Alín Tobares. Doctorado en Química de la Facultad de Ciencias Químicas, UNC. Bases moleculares e implicancia de la hipermutabilidad en la conversión a fenotipos adaptados al biofilm en Pseudomonas aeruginosa. Abril 2017.
Dra. Antonella Colque. Doctorado en Química de la Facultad de Ciencias Químicas, UNC. Evolución de la resistencia antibiótica de Pseudomonas aeruginosa en infecciones respiratorias crónicas y su relación con la hiperutabilidad. Diciembre 2020.
