Constrained EM Algorithm

La capacidad de las OMVs de portar conjuntos de proteínas con actividad biológica permite que las mismas se encuentren involucradas en una amplia variedad de procesos. Las OMVs pueden actuar en la adquisición de nutrientes, habiéndose observado empaquetamiento preferencial de proteasas y glicosilasas en las mismas, que podrían liberar nutrientes degradando moléculas a distancia del organismo productor151_{. Las OMVs de Neisseria meningitidis y P. gingivalis están enriquecidas en} proteínas involucradas en la captación de hemo, y es posible que estén involucradas por lo tanto en la adquisición de hierro, aunque se desconoce cómo incorporaría luego la bacteria el metal163,164_{. Recientemente se describió la producción de abundantes} cantidades de OMVs por parte de Prochlorococcus, las cianobacterias más abundantes en el océano, que pueden ser utilizadas como fuente exclusiva de carbono por bacterias heterótrofas marinas165_{. Por otro lado, se cree que Myxococcus xanthus utiliza OMVs} en la depredación de otras bacterias, al haber enriquecimiento de enzimas hidrolíticas y antibióticos en las grandes cantidades de vesículas generadas por este organismo166_, que además son capaces de lisar a células de E. coli y Pseudomonas. Por último se ha mostrado que las OMVs portadoras de enzimas hidrolíticas pueden actuar como “bienes comunitarios”, generando nutrientes que benefician tanto al organismo productor como a otras especies bacterianas. Este es el caso para las OMVs producidas por miembros del género Bacteroides, miembros de la microflora intestinal humana, las cuales portan enzimas que degradan polisacáridos, siendo los productos generados consumidos también por otros organismos que no son capaces de tal hidrólisis167_.

Se ha descripto que las OMVs son un constituyente importante de la matriz extracelular que rodea a las bacterias que se encuentran formando biofilms168,169_{. La} señal de quórum sensing de P. aeruginosa denominada PQS es altamente hidrofóbica, y un 80% de la misma es secretada en OMVs170_{. Por ello, la comunicación establecida} por esta vía que estimula la producción de biofilms parece ocurrir principalmente a

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través de OMVs. Las OMVs producidas por Porphyromonas gingivalis contienen adhesinas que ayudan al establecimiento de biofilms mixtos en la placa dental169_{. De} forma similar, la adición de OMVs purificadas a un cultivo de Helicobacter pylori

promueve la formación de biofilms in vitro171_{, revelando un posible rol de las vesículas} en el establecimiento de la matriz extracelular del biofilm y en el contacto entre células.

Las OMVs también pueden contribuir de forma directa a la supervivencia bacteriana bajo condiciones de estrés o exposición a antibióticos. La hipervesiculación en un mutante de E. coli incrementó su resistencia al fago T4, presuntamente debido a la presencia de grandes cantidades de “membranas señuelo” a través de las OMVs, las cuales contienen el receptor del virus pero no son capaces de dar lugar a un ciclo de infección172_.

Las OMVs también cumplen un rol destacado durante la patogénesis. Se ha documentado ampliamente la producción de OMVs por parte de bacterias durante procesos de infección, y que las condiciones de estrés y otros factores presentes en el medio dentro del hospedador llevan en muchos casos a una mayor liberación de vesículas173,174_{. En S. Typhimurium el sistema de señalización PhoP/PhoQ responde a} las condiciones presentes durante el crecimiento intracelular del patógeno e incrementa la producción de OMVs mediante la expresión de la proteína PagL158_{. Se ha} demostrado la capacidad de las OMVs de ser internalizadas en células eucariotas por múltiples vías, lo que las convierte en una eficiente ruta de entrega de toxinas y otros factores de virulencia, tales como la toxina Shiga (STX) y citolisina A (ClyA) de E. coli175_{. Además de ser secretada en forma libre, la toxina vacuolizante VacA es liberada} por H. pylori en OMVs, las cuales son internalizadas por las células del epitelio gástrico, tanto en cultivo de células como in vivo176_{. Asimismo, la toxina Cif producida} por P. aeruginosa es liberada en OMVs, y produce la degradación del canal transmembrana de cloruro CFTR, reduciendo la secreción de cloruro por las células del hospedador y por tanto la eliminación del patógeno por mucosidad177_{. Se han detectado} OMVs en sangre y otros fluidos biológicos de pacientes o animales infectados con

Neisseria meningitidis y Borrelia burgdorferi, demostrando la capacidad de las mismas de migrar grandes distancias desde el sitio de infección152_.

También se ha descripto la presencia de ADN y ARN, junto con otros componentes citoplasmáticos, en OMVs175_{. Si bien se desconocen los mecanismos que} permitirían a estos componentes cruzar la membrana interna, se ha reportado que el ADN empaquetado en las vesículas tiene la capacidad de actuar en transferencia génica horizontal. Se ha reportado que las OMVs producidas por la cepa patogénica E. coli

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y stx2 a la cepa de laboratorio E. coli JM109178_{. En casos como A. baylyi la eficiencia de} transformación de las células aceptoras disminuye drásticamente si se eliminan componentes del sistema de transformación natural, lo que indicaría que la captación del ADN contenido en OMVs por parte de este organismo compartiría parte de su mecanismo con la adquisición de ADN libre ambiental179_{. Estas OMVs de A. baylyi} también fueron capaces de transferir ADN a células de E. coli DH5α, evidenciando el potencial de las vesículas para transferencia génica entre especies179_{. OMVs purificadas} de P. aeruginosa PAO1 contenían ADN plasmídico, pero no fueron capaces de transferirlo a la propia cepa ni a E. coli DH5α, lo que sugiere que no todas las OMVs tienen capacidad de transferir material genético180_{. Por último, se ha demostrado} también la presencia de ARN pequeños en OMVs de P. aeruginosa, los cuales pueden internalizarse a células del hospedador por fusión de la OMV con la membrana de estas, donde pueden silenciar genes y actuar como inmunomoduladores de la respuesta al patógeno181_.