Los científicos del Instituto de Investigación Scripps han descubierto que el importante patógeno humano Staphylococcus aureus desarrolla resistencia al antibiótico arilomicina al "encender" un conjunto de genes previamente no caracterizados, explicando por qué las tasas de resistencia a los antibióticos en algunas bacterias son más altas que en otras.
Cada año, más cepas de bacterias desarrollan resistencia a los antibióticos que usamos para tratar infecciones mortales. En el Instituto de Investigación Scripps TSRI, los científicos han estado trabajando para desarrollar nuevas formas de estos medicamentos, incluido un antibiótico llamado arilomicina, pero las pruebashan demostrado que también es posible que las bacterias se vuelvan resistentes a la arilomicina.
Ahora, los científicos de TSRI han descubierto que el importante patógeno humano Staphylococcus aureus , desarrolla resistencia a este medicamento al "encender" un conjunto de genes previamente no caracterizados.
"Esto explica por qué las tasas de resistencia a los antibióticos en algunas bacterias son más altas que en otras", dijo el profesor de TSRI Floyd Romesberg, autor principal del nuevo estudio. "La resistencia depende de este pequeño conjunto de genes que nadie sabía podría contribuir a tolerar laarilomicinas "
Estos hallazgos fueron publicados esta semana por la revista mBio .
La proteína no tan esencial
Los antibióticos de arilomicina usualmente detienen el crecimiento de bacterias al inhibir una proteína llamada peptidasa de señal Tipo I SPase, conocida durante mucho tiempo como proteína "esencial" porque los científicos pensaban que las bacterias no podrían vivir sin ella.
El trabajo de SPase es cortar las secuencias peptídicas de las proteínas a medida que las proteínas pasan del interior de una célula al exterior para realizar funciones como la adquisición de nutrientes. Sin esta división de los "códigos postales" del péptido, estas proteínas cruciales no pueden llegar al exteriorde la célula y en su lugar se acumulan en la membrana y la bacteria muere.
Al menos, eso fue lo que los científicos pensaron hasta que los estudios en el laboratorio de Romesberg en TSRI mostraron que algunas bacterias sobrevivieron incluso cuando una arilomicina apuntó e inhibió SPase. Para sorpresa de los investigadores, encontraron que S. aureus podría sobrevivir después de eliminar el gen para producir SPase por completo.
"No lo creíamos", dijo Romesberg. "Nadie hubiera creído que SPase no era esencial. Si quita las ruedas de un automóvil, no va a conducir".
Su siguiente paso fue descubrir cómo S. aureus sobrevivió sin SPase
"Tenía que haber una respuesta", dijo Arryn Craney, investigador asociado de TSRI y primer autor del nuevo estudio.
Resistencia de desbloqueo
Utilizando la tecnología de secuenciación de ADN, los investigadores identificaron un grupo de genes que trabajan juntos para reemplazar SPase.
Descubrieron que, en ausencia de SPase, una proteína llamada AyrR activa estos genes para producir proteínas llamadas AyrA y AyrBC, que también pueden escindir las secuencias de péptidos del código postal. Los científicos creen que esta solución podría haber evolucionadopara ayudar a las bacterias en los momentos en que los niveles de secreción de proteínas son altos y SPase no puede hacer el trabajo solo.
"Dimos por sentado que sabíamos todos los pasos de la secreción de proteínas", dijo Craney. "Ahora hemos encontrado una manera de evitar la SPase".
Romesberg dijo que este descubrimiento muestra las redundancias incorporadas que ayudan a las bacterias a sobrevivir en muchos entornos. Dijo que el siguiente paso en esta investigación es descubrir cómo se activan los genes productores de AyrA y AyrBC.
"El tráfico de proteínas a través de una célula también es muy importante para las células humanas", dijo Romesberg. "Todas las formas de vida tienen que secretar proteínas, por lo que descubrir este nuevo paso en la secreción de proteínas tiene implicaciones importantes".
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Materiales proporcionado por El Instituto de Investigación Scripps . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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