Únete á nosa canle de Whatsapp
Un achado do equipo internacional liderado polo Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) abre a porta ao desenvolvemento de dianas terapéuticas que permitan reforzar o sistema inmunitario fronte a infeccións hospitalarias. A descuberta, publicada en Nature Communications, describe unha nova función do xene comk, pertencente ao patóxeno humano Staphylococcus aureus, que capta ADN exóxeno para reparar o seu material xenético e sobrevivir así á resposta inmune do hóspede.
As bacterias presentan unha propiedade chamada “competencia natural”. Esta baséase na acción dun complexo proteico da súa membrana que pode transportar ADN externo —da célula que infectan ou doutras bacterias próximas— ao interior da bacteria e incorporalo ao seu propio. Mediante o devandito mecanismo, a bacteria modifica a súa propia información xenética. “É unha maneira que teñen de evolucionar”, apunta Daniel López, xefe do grupo Bioloxía Molecular das Infeccións no CNB e quen dirixiu a investigación.
Bacterias non competentes
Con todo, quedaba por resolver unha incógnita relacionada coa información xenética responsable de semellante función. “Hai moitas especies bacterianas que, aínda que teñen os xenes para producir esa maquinaria, nunca se viu que sexan capaces de adquirir xenes de fóra. Unha cuestión que estivo sobre a mesa durante décadas é: como é posible que os xenes de competencia natural estean en bacterias non competentes?”, sinala López. A resposta dana na investigación.
O éxito dun patóxeno residirá, en parte, na súa capacidade para loitar e sobrevivir ás defensas inmunes
As bacterias denominadas non competentes si se serven de xenes de competencia para incorporar ADN extracelular. Pero non empregan este material para modificar o seu xenoma “senón que o usan como comida e para arranxar o seu material xenético”. Cando infectan a un hóspede, as bacterias patóxenas deben facer fronte a unha contorna hostil, causada principalmente pola actuación de células inmunitarias enviadas ao sitio da infección. O éxito dun patóxeno residirá, en parte, na súa capacidade para loitar e sobrevivir ás defensas inmunes, que teñen dous efectos fundamentais sobre as bacterias.
O primeiro consiste en minguar a eficiencia da bacteria para a obtención de nutrientes e enerxía mediante procesos convencionais. O segundo supón o dano no xenoma do axente invasor. Julia García-Fernández, investigadora do CNB e unha das primeiras autoras do traballo explica que, “nesta situación, S. aureus induce esta maquinaria, que actúa en dous sentidos, por unha banda, redirixe o metabolismo para crecer de maneira máis lenta e capta ADN exóxeno que lle vai a permitir reparar o dano producido no seu material xenético”.
Adaptación á resposta inmunitaria
S. aureus é un patóxeno que se asocia ás infeccións hospitalarias, algunhas delas mortais, en diferentes tecidos e órganos como a pel, as vías respiratorias ou os ósos. Con todo, a súa presencia foi en aumento en ambientes comunitarios, como centros educativos ou cárceres, onde as persoas afectadas non se caracterizan por un sistema inmune debilitado. Parte do éxito de S. aureus, ademais de pola adquisición de resistencia aos antibióticos, reside na capacidade do microorganismo de adaptarse metabolicamente á resposta inmune do hóspede.
S. aureus é un patóxeno que se asocia a infeccións hospitalarias. Con todo, a súa presencia foi en aumento en ambientes comunitarios, como centros educativos ou cárceres
O equipo do CNB-CSIC puido descifrar agora que dita resposta se produce grazas ao xene de competencia natural comk, cuxa función coñecida ata o momento era o transporte de ADN exóxeno. O dano que se produce no ADN bacteriano durante a infección é debido aos radicais libres Especies Reactivas de Osíxeno (ROS) producidos polas células inmunes na súa loita contra S. aureus. A actuación de comk permite reparar o xenoma.
Ademais, durante a infección, o sistema inmune dificulta a respiración de S. aureus. O plan B da bacteria supón pasar á fermentación como mecanismo de respiración celular. Pero este sistema é moito menos eficiente no referente ao uso de glicosa. Os investigadores determinaron a función de comk na mellora do fluxo do metabolismo da glicosa para que poida fermentar competitivamente.
Posibilidade terapéutica
O equipo puxo a proba a nova función e puido observar que, ao atacar dita maquinaria, as bacterias non eran capaces de infectar e acababan morrendo. “É un avance importante, non só a nivel académico, senón que o mecanismo ten unha funcionalidade moi relevante á hora bloquear infeccións”, apunta López. A investigación abre a porta ao desenvolvemento de moléculas dirixidas ao xene comk como posibilidade terapéutica. A terapia actuaría como axuda ao sistema inmune evitando a fermentación eficiente e a reparación xenética da bacteria. O grupo de López no CNB traballa nesa dirección mediante o cribado por computador de compostos que inhiban os xenes de competencia natural.
Referencia: The induction of natural competence adapts staphylococcal metabolism to infection (Publicado en Nature Communications).
