A curcumina reduz a motilidade de Salmonella enterica Serovar Typhimurium ao ligar-se aos flagelos, levando assim à fragilidade flagelar e à eliminação

Uma das propriedades de virulência importantes do patógeno é sua capacidade de viajar para um ambiente favorável, cruzar a barreira do muco viscoso (barreira intestinal para patógenos entéricos) e alcançar o epitélio para iniciar a patogênese com a ajuda de um apêndice, como os flagelos. No entanto, os flagelos podem atuar como um “calcanhar de Aquiles”, revelando a presença do patógeno ao hospedeiro por meio da estimulação de respostas imunes inatas e adaptativas. Avaliamos se a curcumina, um polifenol da dieta, poderia alterar a motilidade da Salmonella, um patógeno de origem alimentar. Reduziu a motilidade de Salmonella enterica serovar Typhimurium encurtando o comprimento do filamento flagelar (de ∼8 μm para ∼5 μm) e diminuindo sua densidade (4 ou 5 flagelos / bactéria em vez de 8 ou 9 flagelos / bactéria). Após o tratamento com curcumina, a porcentagem de bactérias flageladas diminuiu de -84% para 59%. No entanto, nenhuma alteração foi detectada na expressão do gene e da proteína da flagelina. Um ensaio de fluorescência de ligação demonstrou a ligação da curcumina ao filamento flagelar. Isso pode tornar o filamento frágil, quebrando-o em fragmentos menores. A análise computacional previu a ligação da curcumina, seus análogos e seus produtos degradados a uma molécula de flagelina em uma interface entre os domínios D1 e D2. A mutagênese dirigida ao local e um ensaio de ligação de fluorescência confirmaram a ligação da curcumina à flagelina nos resíduos ASN120, ASP123, ASN163, SER164, ASN173 e GLN175.

Importância: Este trabalho, que é do nosso conhecimento o primeiro relatório deste tipo, examina como a curcumina tem como alvo a densidade flagelar e afeta a patogênese das bactérias. Descobrimos que a curcumina não afeta nenhum dos genes de síntese flagelar. Em vez disso, ele se liga ao flagelo e o torna frágil. Ele aumenta o estresse de torção no filamento flagelar que então se quebra, deixando menos flagelos ao redor da bactéria. Os flagelos, que são ligantes cruciais para o receptor Toll-like 5, são alguns dos apêndices mais importantes da Salmonella. A curcumina é um componente importante do açafrão, que é um condimento importante usado na culinária asiática. A perda dos flagelos pode, por sua vez, alterar a patogênese das bactérias, tornando-as mais robustas e adequadas ao hospedeiro.