Identifican cómo las bacterias comen hueso para mantener una infección invasiva

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Publicado 02/07/2018 7:18:31CET

   MADRID, 2 Jul. (EUROPA PRESS) -

   Investigadores del Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt, en Nashville, Tennessee, Estados Unidos, han determinado la vía metabólica que usa 'Staphylococcus aureus' para sobrevivir en los huesos. Las infecciones invasivas por 'S. Aureus' ocurren con frecuencia en el hueso y son notoriamente resistentes a la terapia antimicrobiana. La investigación se presenta en 'ASM Microbe', la reunión anual de la Sociedad Estadounidense de Microbiología, que se celebra hasta el lunes en Atlanta, Georgia.

   "Encontramos que 'S. Aureus' necesita sintetizar ciertos aminoácidos, en lugar de depender de los nutrientes del huésped", afirma el autor principal del estudio, Jim Cassat, director asociado del Instituto Vanderbilt para Infección, Inmunología e Inflamación. Los investigadores se centraron en cómo 'S. Aureus' adquiere bloques de construcción celulares esenciales del huésped. Todas las formas de vida necesitan hasta 13 metabolitos esenciales que se utilizan para alimentar la proliferación celular y formar macromoléculas como proteínas, ácidos nucleicos y lípidos.

   "Debido a que estas vías particulares de biosíntesis de aminoácidos se encuentran solo en microbios y plantas, podrían ser objetivos particularmente atractivos para el desarrollo de nuevos compuestos antimicrobianos", explica el doctor Cassat. Colectivamente, este trabajo arroja luz sobre cómo los patógenos bacterianos obtienen nutrientes cruciales del huésped durante la infección invasiva.

   'Staphylococcus aureus' es uno de los patógenos bacterianos humanos más importantes, en parte debido a la capacidad de infectar casi todos los órganos y causar una destrucción significativa del tejido. La destrucción de este tejido hace que las infecciones estafilocócicas invasoras sean particularmente difíciles de tratar, ya que la penetración de antibióticos en el sitio de la infección es limitada.

UN ENTORNO DINÁMICO

   Uno de los sitios más frecuentemente afectados durante la infección invasiva por 'S. Aureus' es el hueso, lo cual es paradójico cuando se consideran las propiedades tisulares del esqueleto. Específicamente, el hueso tiene bajas concentraciones de oxígeno y se destruye y reforma constantemente por los osteoblastos (células formadoras de hueso) y los osteoclastos (células que resorben los huesos). La infección ósea (osteomielitis) es notoriamente recalcitrante a la terapia antimicrobiana y causa una sustancial morbilidad.

   "Por esta razón, muchos pacientes con infección ósea requieren cirugías para extirpar el hueso infectado o dañado --dice Cassat--. Nuestro laboratorio estudia la osteomielitis con el objetivo de definir cómo los patógenos bacterianos sobreviven en un entorno tan dinámico, cómo las células óseas sienten y responden a patógenos bacterianos, y cómo la respuesta inmune interfiere con el recambio óseo".

   Para probar cómo 'S. Aureus' obtiene estos nutrientes críticos durante la osteomielitis, los investigadores utilizaron un gran panel de mutantes bacterianos que son deficientes en varias vías metabólicas. Probaron estos mutantes en un modelo de osteomielitis murina para determinar qué vías contribuyen a la supervivencia en el hueso. Para complementar estos estudios, el equipo desarrolló un ensayo ex vivo en el que se vio obligado 'Staph' a utilizar hueso como única fuente de nutrientes. Estos enfoques revelaron vías metabólicas específicas que son absolutamente necesarias para la supervivencia bacteriana en el hueso.

   En estudios previos, Cassat y los investigadores utilizaron una técnica especial llamada "secuenciación de transposones" o TnSeq para identificar los genes de 'S. Aureus' que contribuyen a la osteomielitis. Sin embargo, estos experimentos implican una gran cantidad de mutantes bacterianos que pueden competir entre sí, o incluso compartir nutrientes durante la infección. Por lo tanto, puede ser difícil entender exactamente qué vías metabólicas son importantes para la infección ósea utilizando solo TnSeq.

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