La tuberculosis es una de las 10 causas principales de muerte en todo el mundo. Casi 2 millones de personas mueren cada año por esta enfermedad infecciosa, y se estima que 2 mil millones de personas están infectadas crónicamente. La única vacuna, desarrollada hace casi 100 años, ofrece protección limitada ylos pacientes se vuelven cada vez más resistentes a los medicamentos disponibles.
A pesar de este impacto significativo en la humanidad, se sabe muy poco acerca de cómo se desarrolla y se propaga la tuberculosis en el cuerpo.
Un grupo de investigadores de los Institutos Gladstone, UC San Francisco UCSF y UC Berkeley utilizaron un enfoque sistemático para obtener una visión completamente nueva de la forma en que la tuberculosis infecta a las personas. Su estudio, publicado en la revista científica célula molecular interacciones descubiertas entre la tuberculosis y las proteínas humanas que podrían proporcionar nuevos enfoques para combatir la infección.
"Con una mejor comprensión de los mecanismos utilizados por la tuberculosis para alterar nuestra respuesta inmune, eventualmente podríamos optimizar las estrategias de vacuna, así como explorar terapias para complementar los antibióticos", dijo Nevan J. Krogan, PhD, investigador principal de los Institutos Gladstoney director del Instituto de Biociencias Cuantitativas de la UCSF.
Una nueva forma de combatir la tuberculosis
La tuberculosis es una enfermedad compleja, dado que es causada por bacterias formadas por 4,000 genes, en comparación con los virus que generalmente tienen 10 o 15 genes. Durante la infección, estos genes producen aproximadamente 100 proteínas dentro de las células humanas. Pero hasta ahora, los científicosNo sabía prácticamente nada sobre lo que hacen estas proteínas en el cuerpo.
Krogan, junto con su colega Jeffery S. Cox, PhD, de UC Berkeley, empleó un enfoque basado en la espectrometría de masas para identificar las interacciones entre las proteínas de la tuberculosis y las proteínas humanas.
"Es la primera vez que este enfoque se aplica a la tuberculosis", explicó Cox, profesor de biología molecular y celular y director del Centro de Enfermedades Emergentes y Descuidadas de UC Berkeley. "Esencialmente, esta tecnología funciona al engancharlas proteínas de la tuberculosis. Cuando las extraemos de las células humanas, las proteínas humanas a las que están unidas vienen con ellas, para que podamos ver con qué interactúan ".
Usando este método, el equipo de científicos apuntó a 34 proteínas de la tuberculosis, muy pocas de las cuales se habían estudiado antes.
"Encontramos 187 interacciones entre estas proteínas de la tuberculosis y las proteínas humanas", dijo Krogan, quien también es profesor de farmacología celular y molecular en la UCSF. "Cada una de esas conexiones podría representar un objetivo farmacológico, una nueva forma deluchar contra la tuberculosis "
Una conexión responde a las infecciones bacterianas y virales
Después de su descubrimiento inicial, Krogan y Cox centraron su atención en una conexión específica. Estudiaron la interacción física entre la proteína humana CBL y una proteína de tuberculosis llamada LpqN.
Mostraron que cuando eliminan la proteína LpqN, la tuberculosis no puede infectar también a las células humanas. Sin embargo, cuando la proteína CBL también se elimina, la infección tuberculosa puede reanudar su crecimiento regular. Esto sugiere que CBL está involucrado en la limitación de bacteriasinfecciones
"Curiosamente, descubrimos que cuando se elimina CBL, las células también se vuelven más resistentes a las infecciones por virus, como el herpes", dijo Cox. "Creemos que CBL actúa como un interruptor para alternar entre antibacteriano y antiviralrespuestas en la célula. Por eso es importante estudiar las interacciones entre proteínas de manera imparcial; ¡nunca se sabe lo que encontrará! "
Una visión holística de problemas complejos
Al estudiar cómo las proteínas interactúan y trabajan juntas, los científicos pueden comenzar a mapear proteínas en las rutas y encontrar conexiones inesperadas. Luego pueden comparar las interacciones de proteínas a través de muchos patógenos e identificar similitudes.
Con este fin, Krogan y Cox fundaron recientemente la Iniciativa de Mapeo de Patógenos Anfitriones con investigadores de Gladstone, UCSF, UC Berkeley y UC San Diego. A través de esta iniciativa, mapearán exhaustivamente las redes de genes y proteínas subyacentes a las enfermedades infecciosas y desarrollarán tecnologíaspara conducir a terapias novedosas y dirigidas.
Los dos científicos también ayudaron a lanzar el Programa de Investigación de Enfermedades Virales e Infecciosas BioFulcrum en Gladstone en 2017. El objetivo de este programa es desarrollar terapias dirigidas por el huésped.
"La mayoría de las terapias para combatir la infección actualmente se dirigen al virus o la bacteria", dijo Krogan. "Pero los virus y las bacterias mutan rápidamente y desarrollan resistencia a los tratamientos existentes. En cambio, queremos apuntar a las proteínas del huésped humano involucradas en vías comunes. Esto podría permitirnosotros para desarrollar terapias que usen un solo medicamento para tratar múltiples patógenos "
Los científicos ya han identificado vías comúnmente secuestradas en las células humanas. Los genes humanos secuestrados por la tuberculosis, por ejemplo, son los mismos genes mutados en muchos otros estados de enfermedad, incluidos el cáncer y el autismo.
Krogan agregó: "Se trata de encontrar el talón de Aquiles de la célula y apuntarla para combatir muchas enfermedades a la vez".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Institutos Gladstone . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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