Descubrieron el mecanismo por el cual algunas bacterias sobreviven a los antibióticos
Jueves 18 de
Noviembre 2021
Una investigación liderada por una científica argentina y un estadounidense descubrió el mecanismo por el cual algunas bacterias pueden sobrevivir a los antibióticos y la respuesta inmune, un conocimiento considerado clave para el desarrollo de tratamientos específicos y la mejor aplicación de los ya existentes.
"El trabajo consistió en tratar de entender una familia de proteínas (un grupo que comparten ciertas propiedades) que son sensores de estrés en las bacterias, es decir que son capaces de detectar situaciones como las que generan los antibióticos", explicó la química Daiana Capdevila, jefa del Laboratorio de Fisicoquímica de Enfermedades Infecciosas de la Fundación Instituto Leloir (FIL) e investigadora del Conicet que fue una de las directoras del estudio.
La investigación liderada también por el bioquímico norteamericano David Giedroc, de la Universidad de Indiana, se publicó recientemente en la revista Nucleic Acids Research. Además, participaron Mauro Bringas, becario doctoral del Conicet en el grupo de Capdevila; y Joseph Fakhoury, Yifan Zhang, Katherine Edmonds, Justin Luebke y Giovanni Gonzalez-Gutierrez, de la Universidad de Indiana.
A nivel global, se estima que las enfermedades infecciosas farmacorresistentes causan al menos 700 mil muertes anualmente. Además, los especialistas subrayan que el ritmo con el que aparecen cepas resistentes a antibióticos predice que volverán a ser la principal causa de muerte a futuro. Por eso, cada año entre el 18 y el 24 de noviembre se lleva adelante la Semana Mundial de Concientización sobre el Uso de los Antimicrobianos, una campaña que busca generar conciencia sobre la problemática.
Capdevila señaló que entender el mecanismo por el cual se genera esa resistencia "puede llevarnos no sólo al desarrollo de nuevas drogas sino también a usar mejor las que ya tenemos". "La familia de proteínas que estudiaron (CsoR ) son utilizadas por las bacterias para detectar, con una especificidad extraordinaria, moléculas que si aumentan por efecto de los antibióticos y otras condiciones que enfrentan al infectar al humano, las podría matar", detalló la investigadora.
Algunas de esas moléculas "bactericidas" son iones o átomos metálicos, como el cobre, y otras denominadas "especies reactivas de oxígeno". Una vez que las bacterias detectan esas moléculas "bactericidas", despliegan estrategias de defensa para superar ese estrés y sobreponerse al afecto de los antibióticos, destacó la investigadora.
Las estrategias de resistencia tienen que ver con la remediación o eliminación de las moléculas bactericidas, sobre todo de las especies reactivas de oxígeno, mediante el empleo de otras moléculas llamadas "especies reactivas de azufre" (RSS). "Entonces las bacterias usan las proteínas CsoR para "detectar e inducir un nivel de concentración de RSS apropiado para reducir las especies reactivas de oxígeno y otros compuestos que ponen en riesgo su supervivencia", añadió Capdevila.
Un primer paso clave
La investigación descubrió el mecanismo por el cual las bacterias utilizan dos proteínas que son idénticas para cosas diferentes: en algunos casos para detectar cobre y en otros para acumular las RSS para poder resistir a los antibióticos.
Para llegar a comprender los mecanismos descritos, el equipo estudió el Streptococcus pneumoniae (causante de neumonías y otitis agudas), Staphylococcus aureus (que causa infecciones en la piel y cuadros muy graves cuando es resistente a múltiples antibióticos), Enterococcus faecalis (comensal en intestino y causante de infecciones de tracto urinario frecuentemente resistentes a antibióticos) y Streptococcus mitis (que habita en la boca humana pero puede causar infecciones de tracto urinario).
"Dado que las RSS son una pieza clave de las bacterias en su estrategia de defensa, la idea es usar esas proteínas como blanco terapéutico", destacó Capdevila, ganadora del Premio Nacional L'Oréal-Unesco "Por las Mujeres en la Ciencia" en la categoría Beca en 2020.
De todos modos, advirtió, "estudios posteriores tendrán que confirmar esa hipótesis y trazar un camino que contribuyan a mejorar en el futuro el abordaje médico de múltiples infecciones".
La investigación liderada también por el bioquímico norteamericano David Giedroc, de la Universidad de Indiana, se publicó recientemente en la revista Nucleic Acids Research. Además, participaron Mauro Bringas, becario doctoral del Conicet en el grupo de Capdevila; y Joseph Fakhoury, Yifan Zhang, Katherine Edmonds, Justin Luebke y Giovanni Gonzalez-Gutierrez, de la Universidad de Indiana.
A nivel global, se estima que las enfermedades infecciosas farmacorresistentes causan al menos 700 mil muertes anualmente. Además, los especialistas subrayan que el ritmo con el que aparecen cepas resistentes a antibióticos predice que volverán a ser la principal causa de muerte a futuro. Por eso, cada año entre el 18 y el 24 de noviembre se lleva adelante la Semana Mundial de Concientización sobre el Uso de los Antimicrobianos, una campaña que busca generar conciencia sobre la problemática.
Capdevila señaló que entender el mecanismo por el cual se genera esa resistencia "puede llevarnos no sólo al desarrollo de nuevas drogas sino también a usar mejor las que ya tenemos". "La familia de proteínas que estudiaron (CsoR ) son utilizadas por las bacterias para detectar, con una especificidad extraordinaria, moléculas que si aumentan por efecto de los antibióticos y otras condiciones que enfrentan al infectar al humano, las podría matar", detalló la investigadora.
Algunas de esas moléculas "bactericidas" son iones o átomos metálicos, como el cobre, y otras denominadas "especies reactivas de oxígeno". Una vez que las bacterias detectan esas moléculas "bactericidas", despliegan estrategias de defensa para superar ese estrés y sobreponerse al afecto de los antibióticos, destacó la investigadora.
Las estrategias de resistencia tienen que ver con la remediación o eliminación de las moléculas bactericidas, sobre todo de las especies reactivas de oxígeno, mediante el empleo de otras moléculas llamadas "especies reactivas de azufre" (RSS). "Entonces las bacterias usan las proteínas CsoR para "detectar e inducir un nivel de concentración de RSS apropiado para reducir las especies reactivas de oxígeno y otros compuestos que ponen en riesgo su supervivencia", añadió Capdevila.
Un primer paso clave
La investigación descubrió el mecanismo por el cual las bacterias utilizan dos proteínas que son idénticas para cosas diferentes: en algunos casos para detectar cobre y en otros para acumular las RSS para poder resistir a los antibióticos.
Para llegar a comprender los mecanismos descritos, el equipo estudió el Streptococcus pneumoniae (causante de neumonías y otitis agudas), Staphylococcus aureus (que causa infecciones en la piel y cuadros muy graves cuando es resistente a múltiples antibióticos), Enterococcus faecalis (comensal en intestino y causante de infecciones de tracto urinario frecuentemente resistentes a antibióticos) y Streptococcus mitis (que habita en la boca humana pero puede causar infecciones de tracto urinario).
"Dado que las RSS son una pieza clave de las bacterias en su estrategia de defensa, la idea es usar esas proteínas como blanco terapéutico", destacó Capdevila, ganadora del Premio Nacional L'Oréal-Unesco "Por las Mujeres en la Ciencia" en la categoría Beca en 2020.
De todos modos, advirtió, "estudios posteriores tendrán que confirmar esa hipótesis y trazar un camino que contribuyan a mejorar en el futuro el abordaje médico de múltiples infecciones".
