Una molécula producida en el laboratorio puede cambiar la forma en que se diagnostica la tuberculosis en el campo.
Modificar químicamente una molécula de azúcar conocida como trehalosa permite que se deslice dentro de la bacteria que causa la tuberculosis TB y brille. El método ofrece una forma rápida y sencilla de detectar el insecto pernicioso y puede ayudar a contrarrestar la TB, una infección pulmonar mortal que esparticularmente común en los países en desarrollo.
La investigadora del Instituto Médico Howard Hughes HHMI Carolyn Bertozzi y sus colegas informan sobre el trabajo el 28 de febrero de 2018 en la revista Medicina traslacional científica .
A pesar de su devastador costo para la salud, la bacteria detrás de la TB Mycobacterium tuberculosis , puede ser difícil de detectar. Las pruebas actuales se basan en manchas químicas que han existido durante décadas y pueden ser delicadas. Las estimaciones sitúan la sensibilidad de estas manchas entre el 32 y el 94 por ciento.
Se necesitan urgentemente mejores métodos de detección para combatir la tuberculosis, que mató a más de 1,7 millones de personas en todo el mundo en 2016, dice Bertozzi, de la Universidad de Stanford. "Si ni siquiera puede obtener un diagnóstico preciso, ¿cómo trata a las personas?"
Como química, Bertozzi, junto con sus colegas, estudia las moléculas que forman las paredes celulares de las bacterias. Los primeros descubrimientos de su laboratorio revelaron que algunas bacterias usan moléculas de azúcar llamadas trehalosa como componentes básicos. Bertozzi encontró las paredes celulares de M. tuberculosis particularmente convincente. "Hay algo de biología realmente interesante allí". Comenzó a trabajar con un equipo de científicos que tenían intereses personales en la investigación de la tuberculosis. Después de un encuentro casual en una reunión en el Campus de Investigación Janelia, Bertozzi decidió colaborar con el coautor del estudio, el profesorBavesh Kana de la Universidad de Witwatersrand en Johannesburgo, Sudáfrica.
Los investigadores se dieron cuenta de que las moléculas de trehalosa, esos bloques de construcción de la pared celular, podrían ofrecer una forma de marcar la vida M. tuberculosis celdas. Pero primero, el equipo necesitaba encontrar una baliza química que hiciera visible la bandera. Una sustancia química, llamada DMN, parecía encajar bien. DMN puede brillar bajo ciertas longitudes de onda de luz, pero solo cuando está apagadade agua. Porque el M. tuberculosis la pared celular contiene una membrana que es una "capa gruesa de grasa", dice Bertozzi, es el lugar perfecto para que se ilumine DMN.
Esa idea, que DMN estaba "apagada" hasta que una célula la inserta en su membrana, fue clave, dice Bertozzi. "Es algo tan simple, pero cosas simples como esa marcan la diferencia entre algo que se puede implementaro no."
Después de vincular trehalosa a DMN en el laboratorio, los investigadores probaron su molécula híbrida, llamada DMN-Tre, en un M. tuberculosis relativo. Tal como esperaban, las bacterias agarraron la molécula y, en cuestión de minutos, la incorporaron a sus membranas celulares, donde comenzó a brillar bajo un microscopio fluorescente.
En pruebas con muestras de esputo de 16 personas con TB, DMN-Tre recogió M. tuberculosis células en todas las muestras. La nueva técnica funcionó de manera similar al método de etiquetado estándar, pero más complejo y lento, basado en la tinción de auramina O, un tinte que se adhiere a los ácidos en las paredes de las células bacterianas.
Otras pruebas mostraron que DMN-Tre es selectivo para Actinobacteria, el filo bacteriano que incluye M. tuberculosis . Las células humanas y otros tipos de bacterias, que son abundantes en las muestras de esputo, no incorporan la molécula, encontraron los investigadores.
A diferencia de los métodos de detección de TB existentes, DMN-Tre también puede distinguir las células que son metabólicamente activas de las que no lo son. Debido a que la molécula depende de las bacterias para incorporarla activamente a la membrana, solo se marcan las células sanas, mientras que las células que están comprometidaspor tratamiento farmacológico no se etiquetan también. Esa propiedad puede permitir a los médicos controlar qué tan bien están funcionando los tratamientos en las personas, y tal vez incluso probar si ciertas mezclas de medicamentos funcionarían contra cepas específicas de M. tuberculosis .
Queda más trabajo antes de que la molécula esté lista para su uso en el campo, dice Bertozzi. Pero es optimista de que el nuevo método podría resultar útil en la lucha mundial contra la tuberculosis.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Médico Howard Hughes . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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