En las bacterias, los sistemas toxina-antitoxina consisten en un conjunto de dos genes estrechamente vinculados. Ubicados en el mismo cromosoma, codifican tanto un 'veneno' proteico como un 'antídoto contrarrestante'. En condiciones normales, la proteína antitoxina se une a la toxinaproteína y evita que actúe. Pero en respuesta al estrés ambiental, las proteínas antitoxinas se descomponen, lo que permite que las toxinas envenenen las células. Los microbiólogos de la Universidad de Ginebra UNIGE, Suiza, estudiaron el sistema de toxina-antitoxina HigBA,que se puede encontrar en muchas bacterias patógenas y no patógenas, y se encontró un nuevo mecanismo regulador. Al actuar sobre la toxina, este mecanismo funciona como un "botón suicida" que mata la célula. Este descubrimiento podría abrir la puerta a posibles nuevos tratamientosde infecciones bacterianas. Los resultados se pueden leer en Microbiología de la naturaleza .
Durante bastante tiempo, los científicos han estado evaluando la posibilidad de usar sistemas de toxina-antitoxina como un medio para combatir las infecciones bacterianas. Pero dependiendo de las toxinas involucradas, la activación puede matar las bacterias o ponerlas en un estado latente en el quese vuelven persistentes a los antibióticos. Cuando las células bacterianas despiertan de la hibernación al final del tratamiento con antibióticos, son más agresivas y más duras que nunca. La activación de toxinas, si bien es potencialmente útil, es una herramienta que debe usarse con mucha precaución ya que también puede serinducido por ciertos antibióticos.
Patrick Viollier y su equipo de la Facultad de Medicina de UNIGE han estado estudiando la bacteria Caulobacter crescentus, y han señalado el sistema de toxina-antitoxina HigBA. Hoy, pueden explicar por qué este sistema de toxina-antitoxina en particular puede ser un poderosoarma contra las infecciones bacterianas. "Normalmente, la activación de toxinas pone a las células en hibernación al apagar sus funciones básicas, lo que les permite reactivarse más adelante", explica Clare Kirkpatrick, primer autor de este estudio. "HigBA, por el contrario, es muy específicotanto en sus condiciones de activación como en su respuesta. Se dedica exclusivamente a la respuesta al daño del ADN en estas bacterias y ataca a un pequeño conjunto de objetivos esenciales en la célula, lo que lleva a la muerte celular inevitable ".
luchando contra las bacterias con sus propias armas
En la mayoría de los casos, es imposible inactivar artificialmente el gen de la antitoxina. Pero gracias al mecanismo único de regulación génica en este sistema, los científicos de UNIGE lograron hacerlo. De hecho, HigBA está regulado de una manera muy inusual. Expresión génicaestá regulado por proteínas de unión al ADN conocidas como "factores de transcripción", que pueden activar o reprimir la expresión génica. En la familia de los sistemas de toxina-antitoxina a los que pertenece HigBA, la antitoxina también es un factor de transcripción represivo, que previene la toxina y la antitoxinagenes de ser expresados.
Normalmente, la antitoxina es el único factor de transcripción que regula la expresión de toxinas y antitoxinas. Sin embargo, el sistema HigBA también está regulado por un factor de transcripción sensible al daño en el ADN, capaz de una represión mucho más estricta que la antitoxina. Esta regulación es lo quepermite la mutación del gen de la antitoxina ya que todavía está reprimido por el otro factor de transcripción, al menos cuando no hay daño en el ADN: en lugar de responder al estrés general, solo responde al estrés por daño en el ADN ". Inesperadamente, descubrimos que HigBA actúacomo un "botón suicida" altamente específico para cuando las bacterias sufren daños en el ADN, como pueden ser causadas por antibióticos ", agrega Clare Kirkpatrick.
El sistema HigBA toxina-antitoxina se puede encontrar en muchas bacterias. Este mecanismo muy específico probablemente también esté muy extendido. Sabiendo esto, se pueden imaginar estrategias para activar o bloquear la toxina ". Nuestro descubrimiento puede cambiar la forma en que luchamosinfección bacteriana. En lugar de utilizar la guerra química, es decir, antibióticos de forma inespecífica, podríamos obligar a las bacterias a que se vuelvan con sus armas al tratarlas con combinaciones seleccionadas de antibióticos ", concluye Patrick Viollier.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Ginebra . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :