Investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago han descubierto un regulador molecular que permite que la bacteria de la salmonela pase de causar una enfermedad activa a acechar en un estado crónico pero asintomático llamado biopelícula.
Sus hallazgos se publican en la revista en línea eLife .
Las biopelículas se adhieren a las superficies del cuerpo, como los bronquios o las articulaciones artificiales, a menudo sin causar enfermedades. Pero pueden ser un reservorio de bacterias que se desprenden y causan enfermedades o infectan a nuevos huéspedes. Las biopelículas son resistentes a las defensas del huésped yantibióticos porque su estructura compacta expone poca superficie para que alcancen los medicamentos. Muchas bacterias patógenas pueden pasar de un estado infeccioso a un estado latente como estrategia de supervivencia dentro de sus huéspedes.
Linda Kenney, profesora de microbiología e inmunología en la Facultad de Medicina de la UIC y autora principal del estudio, había estado estudiando cómo la salmonela sobrevive dentro de las células del sistema inmunológico llamadas macrófagos. Estos glóbulos blancos patrullan el cuerpo y engullen los virus y las bacterias que encuentran. Ellos encierran a su presa en una burbuja llamada vacuola que los protege del invasor hasta que puede ser destruido.
Los macrófagos digieren su presa cuando la acidez dentro de la vacuola cae en respuesta al cautivo. Pero las bacterias han desarrollado una defensa única que les permite sobrevivir dentro de la vacuola y usar el macrófago como un caballo de Troya para viajar a otras partes del cuerpo sin ser detectadas.por otras células inmunes.
Kenney sabía que un tipo de salmonela que causa fiebre tifoidea en humanos, llamado Salmonella typhi , y su contraparte del mouse, Salmonella typhimurium , pudieron sobrevivir dentro de las vacuolas de los macrófagos. Ella notó que estas bacterias hacían dos cosas: dentro de la vacuola, formaban una especie de jeringa, un filamento largo y hueco para inyectar a la vacuola una serie de proteínas que la alteraron.También asumieron rápidamente la misma acidez de la vacuola.
"Estas dos defensas, juntas, permiten que la salmonela sobreviva y se reproduzca en las duras condiciones de la vacuola", dijo Kenney.
Experimentos adicionales revelaron que detectar y reflejar la acidez, o pH, de la vacuola es lo que provoca que la salmonela forme la jeringa.
"Los genes de formación de jeringas y de ajuste del pH están indicados para activarse por el pH más bajo dentro de la vacuola", dijo Kenney. Pero estas mismas salmonelas, equipadas para sobrevivir al entorno hostil dentro de una vacuola de macrófagos, también pudieron existirlibres en el cuerpo del huésped, como biopelículas.
"Quería saber cómo 'decide' la Salmonella entre estos dos estilos de vida tan diferentes", dijo Kenney.
Al estudiar S. typhimurium, Kenney descubrió que el interruptor molecular es una molécula bacteriana llamada SsrB. A medida que la vacuola de los macrófagos comienza a acidificarse, la SsrB se activa y enciende los genes necesarios para formar la jeringa y ajustar el pH. Cuando la salmonella vivefuera de la vacuola, donde los niveles de pH son neutros, SsrB activa genes para proteínas pegajosas en la membrana que ayudan a las bacterias a unirse entre sí para formar biopelículas.
Kenney dijo que muchas salmonelas causantes de enfermedades evolucionaron a partir de cepas inofensivas en parte mediante la adquisición de nuevos genes de otros gérmenes en un proceso llamado transferencia horizontal de genes.
"La salmonela adquirió sus genes de ajuste del pH y formadores de jeringas de esta manera, así como el interruptor que los enciende y apaga, SsrB", dijo. "El modo predeterminado, o su programa ancestral, dicta queproducen biopelículas, no causan enfermedades y sobreviven el tiempo suficiente para infectar nuevos huéspedes cuando surja la oportunidad. Los nuevos genes le permiten sobrevivir a la principal defensa del huésped: la vacuola de macrófagos acidificantes ".
Entender cómo las bacterias cambian del estado que causa la enfermedad al estado de biopelícula podría ayudar a los científicos a desarrollar medicamentos contra el cáncer que fomenten la formación de biopelículas en los tumores, dijo Kenney.
"Cuando la salmonela forma biopelículas en los tumores, libera TNF-alfa, una poderosa molécula antitumoral", dijo. "Si podemos controlar mejor la formación de biopelículas, podemos dirigirlas a los tumores para la terapia del cáncer".
Los coautores del estudio son Stuti Desai, Ricksen Winardhi, Michal Dykas y Yan Jie de la Universidad Nacional de Singapur y Saravanan Periasamy de la Universidad Tecnológica de Nanyang.
Esta investigación fue financiada por la subvención 5IOBX-000372 del Departamento de Asuntos de Veteranos de EE. UU. Y una subvención del Centro de Investigación de Excelencia al Instituto de Mecanobiología de la Universidad Nacional de Singapur.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Chicago . Original escrito por Sharon Parmet. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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