Un vistazo científico a los gabinetes de bacterias revela cómo el "sexo" entre los microbios causantes de enfermedades puede hacer que diferentes especies o cepas se vuelvan resistentes a los antibióticos.
La Dra. Kelli Palmer, profesora asistente de ciencias biológicas de la Universidad de Texas en Dallas, está llevando a cabo una investigación dirigida a comprender los mecanismos subyacentes por los cuales las bacterias adquieren genes de resistencia a los antibióticos entre sí.
Su investigación tiene implicaciones importantes para la salud humana. Si bien los antibióticos han reducido la cantidad de enfermedades y muertes asociadas con infecciones bacterianas, el uso excesivo de estos medicamentos también ha llevado a algunos agentes infecciosos a adaptarse a los antibióticos, lo que hace que los medicamentos sean menos efectivos.
Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, cada año en los Estados Unidos, al menos 2 millones de personas se infectan con bacterias resistentes a los antibióticos, y al menos 23,000 personas mueren como resultado directo de estas infecciones.
La investigación de Palmer ha atraído la atención de los Institutos Nacionales de Salud, que recientemente le otorgaron una subvención de cinco años y $ 1.9 millones para estudiar la resistencia a los antibióticos adquirida en Enterococo bacterias, los culpables responsables de algunas infecciones adquiridas en el hospital. El Dr. Michael Q. Zhang, director del Centro de Biología de Sistemas y el Presidente Cecil H. e Ida Green de Ciencia de Biología de Sistemas en UT Dallas, es un colaborador en elconceder.
"Muchos de nuestros antibióticos se derivan de productos naturales", dijo Palmer. "Los microbios en el suelo producen compuestos que tienen una acción antibiótica sobre otros microbios que los rodean".
"Una de las teorías predominantes sobre por qué las bacterias producen estos compuestos antibióticos es combatir la competencia. Pero las bacterias que producen los antibióticos tienen que ser resistentes a esos antibióticos. Por lo tanto, muchos codifican genes de resistencia a los antibióticos contra sus propios productos".
La mutación genética aleatoria es una forma en que las bacterias se vuelven resistentes a los antibióticos, pero otra forma es mediante el intercambio de genes de resistencia a los antibióticos entre sí en espacios cerrados, como en heridas humanas o en superficies de hospitales.
En un estudio reciente, publicado en junio en el Revista de Bacteriología , Palmer y sus colegas arrojan luz sobre un proceso de intercambio de genes llamado conjugación, que, según sus alumnos, es como el sexo bacteriano.
"Las bacterias pueden intercambiar genes de resistencia a los antibióticos a través de la conjugación, lo que requiere que se reúnan y entren en contacto físico", dijo Palmer. "El objetivo de este estudio fue tratar de entender cómo se llamaba una bacteria Enterococcus faecalis discrimina su propio material genético del 'otro' material genético que intenta ingresar a la célula durante la conjugación. ¿Cómo se diferencian de sí mismos y qué mecanismos de defensa se utilizan para tratar de detener la invasión? "
El proceso de discriminar "yo" versus "no yo" en la bacteria Escherichia coli se entiende bastante bien, pero lo que estaba sucediendo en E. Faecalis ha sido un gran signo de interrogación, dijo Palmer. Usando tecnología avanzada de secuenciación de genes, ella y sus colegas determinaron que los dos tipos de bacterias usan el mismo sistema bioquímico para discernir lo propio de lo no propio.
"Estas bacterias utilizan una enzima para escanear químicamente material genético dentro de cada célula, y en una secuencia específica de bases, o 'letras', en el ADN, agregan un componente químico llamado grupo metilo, esencialmente 'etiquetando' ese material", Dijo Palmer." El grupo metilo se convierte en una señal para 'mí' ".
Otra enzima patrulla la célula bacteriana, y cuando encuentra una secuencia de ADN sin etiquetar que no pertenece, la enzima la destruye.
"No es una línea de defensa perfecta, y son esas dinámicas las que me interesan", dijo Palmer. "Comprender cómo estos organismos saben, en un nivel básico, qué es 'uno mismo' con suerte proporcionará a los científicos información parahacer tratamientos más efectivos "
Una posible aplicación del trabajo de Palmer es la terapia de fagos, que es el uso de virus para tratar infecciones bacterianas. En los últimos años, la Administración de Alimentos y Medicamentos aprobó mezclas en aerosol de dichos virus que pueden aplicarse de manera segura a los productos de carne y aves para combatircepas de Listeria monocytogenes , que puede causar una infección grave en humanos llamada listeriosis.
"Un fago es un virus que infecta solo bacterias. No afectan a humanos, animales o plantas, lo cual es una consideración importante", dijo Palmer.
Aunque no se ha aprobado la terapia con fagos en los Estados Unidos para tratar a los humanos por infecciones bacterianas, Palmer dijo que si las tendencias de resistencia a los antibióticos continúan, el enfoque podría proporcionar alternativas que salvan vidas
"La terapia de fagos depende de que un virus inyecte su ADN en una célula bacteriana", dijo. "Si entendemos mejor cómo los enterococos y otras bacterias discriminan su propio ADN del de un invasor, y cómo intentan defenderse contra la invasión,eso podría ayudarnos a aprender a sortear esas defensas y desarrollar terapias de fagos más efectivas para el futuro "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Dallas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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