Investigadores de la Universidad de Barcelona (UB) han descubierto un nuevo mecanismo de regulación de las comunidades bacterianas. Y es que como publica la revista Nature Communications, la relevancia del hallazgo para la comunidad científica es grande, ya que abre una nueva vía de investigación para encontrar nuevas terapias contra las bacterias que son resistentes a los antibióticos.
En concreto, la investigación describe cómo la proteína TomB que, actúa como una antitoxina, destruye otra proteína que cuando es demasiado abundante, es tóxica para las bacterias.
El nuevo sistema está implicado en la regulación de los biofilms, que son comunidades de bacterias que participan en el 80% de las infecciones bacterianas en humanos y que otorgan resistencia a los antibióticos.
Miquel Pons, catedrático de Química Orgánica y director del Grupo de Investigación de Resonancia Magnética Nuclear de Biomoléculas del Departamento de Química Inorgánica y Orgánica de la UB, y que ha liderado el trabajo, afirma que “inhibir este mecanismo podría ayudar a frenar la resistencia a los antibióticos”. En la investigación también han participado investigadores del Instituto de Investigación Biomédica, de la Universidad Estatal de Pensilvania (Estados Unidos) y de la Universidad de Gotemburgo (Suecia).
Pons explica que los sistemas toxina-antitoxina son mecanismos comunes de regulación de las comunidades bacterianas y habitualmente, la antitoxina está unida a la toxina y así evita la toxicidad. En determinadas circunstancias, la antitoxina se destruye y la toxina actúa deteniendo el crecimiento o matando la bacteria. “El sistema que hemos descubierto actúa por un mecanismo totalmente diferente: la toxina sólo es tóxica cuando aumenta la concentración, y sólo lo es para las bacterias que no tienen acceso al aire, ya que la antitoxina utiliza el aire para destruir la toxina”, indica el investigador Oriol Marimón.
“La capa de células más superficial está en contacto con el aire y está protegida por la antitoxina, pero en el interior del biofilm las bacterias no tienen acceso al aire. Por tanto, la toxina actúa y crea canales por donde el resto de la comunidad puede tener acceso a nutrientes y oxígeno y, además, permite la salida de bacterias, que pueden extenderse y colonizar nuevas zonas”, detalla Pons.
Como explican los investigadores, la inhibición de la antitoxina podría hacer que “la misma toxina, en vez de facilitar la extensión del biofilm, provocara la destrucción y, por tanto, se podría desarrollar como una nueva diana terapéutica para paliar el problema de la resistencia a los antibióticos”.
En España, como alerta la Sociedad Española de Enfermedades Infecciosas y Microbiología Clínica (SEIMC), el aumento de las enfermedades causadas por bacterias multirresistentes a antibióticos causan alrededor de 2.500 muertes anuales, una cifra que representa el doble de las causadas por accidentes de tráfico. En Europa el número se sitúa en 25.000 muertes anuales y provocan infecciones graves a más de cuatro millones.
El estudio se ha centrado en proteínas de Escherichia coli y Yersinia, pero este sistema de regulación también está presente en otros microorganismos, muchos de ellos patógenos. “El mecanismo químico por el que la antitoxina utiliza directamente el oxígeno del aire aún es desconocido, pero estudiarlo podría ayudar a descubrir otros ejemplos en otros ámbitos relacionados con la salud humana. Nosotros lo estamos investigando en proteínas asociadas al cáncer, que es otra de nuestras líneas de investigación actuales”, concluyó Pons.
El número de fallecimientos por infecciones causadas por bacterias multirresistentes es alarmante, y es que como reconoce el presidente de la SEIMC, el doctor Rafael Cantón, en este año, ya cerca a su fin, morirán 700.000 personas en el mundo. En el 2050, de seguir así, morirán cada año por infecciones por bacterias que son multirresistentes a los antibióticos 10 millones de personas, superando las muertes por cáncer (8,5 millones de personas) y accidentes de tráfico (1,2 millones de personas).
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