La bacteria estreptococo del grupo A causa una variedad de enfermedades que van desde molestias leves como faringitis estreptocócica hasta afecciones potencialmente mortales, como neumonía, síndrome de shock tóxico y la enfermedad de comer carne, conocida formalmente como fascitis necrotizante. Las infecciones potencialmente mortales se producen cuandolas bacterias se propagan debajo de la superficie de la piel o la garganta e invaden los tejidos blandos subyacentes. Un estudio de 2005 publicado en The Lancet atribuyó medio millón de muertes en todo el mundo cada año al estreptococo del grupo A.
"En 24 a 48 horas, puede pasar de estar sano a tener una extremidad amputada para salvar su vida", dijo Kevin McIver, profesor de biología celular y genética molecular en la Universidad de Maryland, College Park ".realmente no sé por qué o cómo lo hacen las bacterias "
En un nuevo estudio, el laboratorio de McIver y los investigadores de la Facultad de medicina de la Universidad de Maryland identificaron dos genes importantes para las infecciones invasivas por estreptococos del grupo A en ratones. Los genes, los genes de aptitud subcutánea A scfA y B scfB, pueden probarpara ser objetivos clínicos prometedores en la lucha contra estas infecciones, ya que no hay vacunas contra el estreptococo del grupo A o tratamientos efectivos para las infecciones invasivas. El estudio fue publicado en línea el 23 de agosto de 2017, en la revista PLOS Pathogens.
Dirigidos por Yoann Le Breton, el primer autor del estudio y profesor asistente de investigación en el grupo de McIver, los investigadores descubrieron scfA y scfB mediante la secuenciación de transposones en todo el genoma de estreptococos del grupo A. Los transposones, también conocidos como genes saltadores, son secuencias cortasdel ADN que se mueve físicamente dentro de un genoma, mutando genes al saltar hacia ellos. Si la mutación causa un efecto interesante, los científicos pueden identificar el gen mutado localizando el transposón, secuenciando el ADN que rodea al transposón y mapeando su ubicación en el genoma.
"La invasión debajo de la piel, o subcutáneamente, no es la norma para la bacteria Streptococcus del grupo A; en realidad es muy rara", explicó McIver. "Presumimos que debe haber genes en la bacteria importantes para invadir los tejidos blandos y sobrevivir bajo elpiel. Y probamos esa teoría usando transposones para hacer miles de mutantes individuales diferentes que usamos para infectar un ambiente subcutáneo en ratones ".
McIver y sus colegas utilizaron un transposón llamado Krmit, que crearon en un estudio anterior, para generar una colección de aproximadamente 85,000 mutantes únicos en una cepa de estreptococo del grupo A. Inyectaron las cepas mutantes en ratones, lo que resultó en una especie humanaEl transposón recibió el nombre del personaje de los Muppets Kermit la rana, cuyo creador Jim Henson, un alumno de College Park de 1960, murió de síndrome de shock tóxico después de la neumonía estreptocócica del grupo A.
"Estábamos particularmente interesados en las mutaciones que no salieron del otro extremo, las que no se encuentran en las bacterias sobrevivientes del tejido infectado", dijo McIver. "Estos genes serían buenos objetivos para una vacuna o tratamientoporque las bacterias a las que les faltan estos genes no florecieron en el sitio de la infección "
Los investigadores identificaron 273 genes scf como potencialmente involucrados en el establecimiento de infección debajo de la piel, pero dos genes se destacaron: scfA y scfB. Según los patrones en sus secuencias de ADN, estos genes probablemente codifican proteínas en la membrana bacteriana.ubicación de los productos genéticos involucrados en la infección porque muchas bacterias peligrosas secretan toxinas o proteínas a través de la membrana para atacar al huésped. Experimentos adicionales mostraron que las bacterias que carecen de scfA o scfB tenían dificultades para propagarse debajo de la piel al torrente sanguíneo y otros órganos.
Los resultados sugieren que estos dos genes están involucrados en el proceso de invasión y pueden ser objetivos potenciales para la terapéutica.
"Los próximos pasos serán expandir el estudio para incluir múltiples modelos animales, y estos experimentos ya están en marcha", dijo Mark Shirtliff, coautor del estudio y profesor en el Departamento de Microbiología e Inmunología de la Universidadde la Facultad de Medicina de Maryland y el Departamento de Patogénesis Microbiana de la Facultad de Odontología de la Universidad de Maryland. "También podemos comenzar a formular mejores terapias y vacunas contra las infecciones por estreptococos del grupo A y sus complicaciones, como enfermedades cardíacas reumáticas, neumonía y fascitis necrotizante."
McIver también espera utilizar la secuencia del transposón para estudiar otras formas en que las bacterias atacan a los humanos.
"La secuenciación de transposones se puede utilizar para investigar cómo las bacterias infectan a los humanos en cualquier entorno que se pueda imaginar", dijo McIver. "Al igual que el estreptococo del grupo A, muchas bacterias patógenas tienen genomas completamente secuenciados, pero no sabemos qué es lo que la mayoría delos genes están funcionando. Estamos entusiasmados de tener un método para interrogar todo ese material genético desconocido para comprender mejor las infecciones humanas ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Maryland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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