The exposed proteomes of Brachyspira hyodysenteriae and B. pilosicoli

Abstract

Brachyspira hyodysenteriae y Brachyspira pilosicoli son bien conocidos como patógenos intestinales en cerdos. B. Hyodysenteriae es el agente causal de la disentería porcina, una enfermedad con un importante impacto en la producción de porcino, mientras que B. Pilosicoli es responsable de una forma más leve de la enfermedad diarreica en esos animales porcinos spirochetosis intestinales. Estudios recientes han proporcionado información de proyectos de secuenciación del genoma de estas especies, facilitando la búsqueda de posibles vacunas mediante enfoques de la vacunología inversa. Sin embargo, prácticamente no existe evidencia experimental de los productos génicos realmente expresada y expuesta de dichas proteínas en la superficie celular o liberadas de la celda media. Usando una celda de afeitado de estrategia y un enfoque proteómico de escopeta se realizó una caracterización a gran escala de las proteínas expuestas en la superficie bacteriana en estas especies así como de péptidos y proteínas en el medio extracelular. El estudio incluyó tres cepas de B. Hyodysenteriae y dos cepas de B. Pilosicoli y participan 148 LC-MS/MS se ejecuta en una alta resolución Orbitrap instrumento. En general, nos proporcionan la evidencia más de 29.000 diferentes péptidos apuntando hacia 1625 y 1338 proteínas diferentes en B. Hyodysenteriae, B. Pilosicoli, respectivamente. Muchas de las proteínas más abundantes detectado correspondía a los factores descritos de virulencia y posibles vacunas. El nivel de expresión de estas proteínas, sin embargo, fue diferente entre especies y cepas, subrayando el valor de la determinación de los niveles de producto de genes como un complemento de los enfoques basados en la genómica para el diseño de vacunas.

Brachyspira hyodysenteriae and Brachyspira pilosicoli are well-known intestinal pathogens in pigs. B. hyodysenteriae is the causative agent of swine dysentery, a disease with an important impact on pig production while B. pilosicoli is responsible of a milder diarrheal disease in these animals, porcine intestinal spirochetosis. Recent sequencing projects have provided information for the genome of these species facilitating the search of vaccine candidates using reverse vaccinology approaches. However, practically no experimental evidence exists of the actual gene products being expressed and of those proteins exposed on the cell surface or released to the cell media. Using a cell-shaving strategy and a shotgun proteomic approach we carried out a large-scale characterization of the exposed proteins on the bacterial surface in these species as well as of peptides and proteins in the extracellular medium. The study included three strains of B. hyodysenteriae and two strains of B. pilosicoli and involved 148 LC-MS/MS runs on a high resolution Orbitrap instrument. Overall, we provided evidence for more than 29,000 different peptides pointing to 1625 and 1338 different proteins in B. hyodysenteriae and B. pilosicoli, respectively. Many of the most abundant proteins detected corresponded to described virulence factors and vaccine candidates. The level of expression of these proteins, however, was different among species and strains, stressing the value of determining actual gene product levels as a complement of genomic-based approaches for vaccine design.