Los investigadores del Centro médico de la Universidad de Vanderbilt han obtenido la estructura cristalina de una toxina de la bacteria Clostridium difficile " C. dif. ": la principal causa de diarrea adquirida en el hospital en los Estados Unidos.
Reportando en Microbiología de la naturaleza también descubrieron que se requiere zinc para liberar los efectos dañinos de la toxina en el colon. Los descubrimientos están ayudando a los esfuerzos para desarrollar vacunas y otras terapias novedosas para prevenir las consecuencias potencialmente fatales de C. dif. infección
"Esto es ciencia básica. Creo que proporciona un marco para comprender cómo, una vez que tienes una infección, las toxinas están causando la enfermedad", dijo el autor principal D. Borden Lacy, Ph.D., profesor asociado de Patología, Microbiología e Inmunología y de Bioquímica.
como ántrax, difteria y botulismo C. dif. la infección es una enfermedad mediada por toxinas. La bacteria en realidad produce dos toxinas similares, la toxina A y la toxina B. Pero a diferencia de las otras infecciones, todavía no existe una vacuna u otro tratamiento que pueda bloquear efectivamente C. dif. toxinas
Mientras tanto C. dif. se ha convertido en una gran amenaza para la salud pública. En 2011, la bacteria causó casi medio millón de infecciones en los Estados Unidos, y aproximadamente 29,000 personas murieron por complicaciones intestinales, incluida una forma de colitis, dentro de un mes del diagnóstico inicial.
En 2012 y 2013, Lacy y sus colegas informaron el mecanismo por el cual la toxina B mata las células. A principios de este año, informaron la identificación del receptor celular que une la toxina.
Después de unirse a sus receptores, las toxinas están envueltas por un endosoma o una pequeña vesícula. A través de un poro se perfora en la membrana celular, cada toxina envía pedazos de sí misma con dos actividades enzimáticas en la célula. Las enzimas modifican la actividadde proteínas celulares, que finalmente matan la célula.
En el estudio actual, los investigadores, dirigidos por la asistente de investigación de Lacy, Stacey Rutherford, generaron la estructura cristalina de C. dif. la toxina A. Benjamin Spiller, Ph.D., profesor asociado de Farmacología y Patología, Microbiología e Inmunología, también contribuyó a la cristalografía.
En el Laboratorio Nacional de Argonne en las afueras de Chicago, los investigadores hicieron rebotar una radiografía altamente enfocada de una longitud de onda específica del cristal. El patrón de difracción resultante se convirtió luego usando métodos computacionales en un modelo de la toxina
Encontraron que una pequeña sección de la toxina está "altamente conservada", lo que significa que su secuencia de aminoácidos es idéntica a la misma secuencia en otra Clostridium especies
Esto "sugiere que los anticuerpos específicos para esta región conservada podrían proporcionar protección contra múltiples infecciones por clostridium mediadas por toxinas y apunta a una estrategia generalizable para generar antígenos vacunales seguros para esta clase de toxinas", concluyeron.
Además, Nicole Chumbler, una estudiante graduada en el laboratorio de Lacy que ahora es becaria postdoctoral en la Facultad de Medicina de Harvard, descubrió que el zinc está unido a la toxina y es necesario para su actividad. Las moléculas pequeñas que se dirigen a la enzima de unión al zinc podríanbloquear los efectos de la toxina
Lacy dijo que aún queda mucho por descubrir, pero cada estudio acerca el dial un poco más a un mejor tratamiento y prevención de C. dif. infecciones
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Centro médico de la Universidad de Vanderbilt . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :