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MADRID, 6 Feb. (EUROPA PRESS) -
Investigadores de la Universidad de Toronto (Canadá) han ampliado la comprensión de la inmunidad bacteriana con el descubrimiento de una nueva proteína que puede detectar y contrarrestar infecciones virales.
En el nuevo estudio, publicado en 'Nature', investigadores de la Facultad de Medicina Temerty de la Universidad de Toronto describen cómo una única proteína llamada Rip1 reconoce a los bacteriófagos, los virus que infectan a las bacterias, y hacen que las bacterias infectadas mueran prematuramente, poniendo así fin a la cadena de transmisión.
"Hay muchos paralelismos entre nuestro sistema inmunológico y los sistemas inmunológicos bacterianos", comenta Karen Maxwell, coautora principal del estudio y profesora de bioquímica en Temerty Medicine.
Su investigación se centra en comprender cómo las bacterias se protegen contra los fagos y cómo los fagos superan estas defensas, con el objetivo a largo plazo de utilizar esta información para desarrollar terapias con fagos seguras y efectivas.
Como estudiante de doctorado en el laboratorio de Maxwell, Pramalkumar Patel descubrió el gen Rip1 oculto en un profago, que son bacteriófagos que han integrado su información genética en el genoma de la bacteria huésped. Los genes del profago suelen conferir beneficios adicionales de supervivencia a su huésped, como aumentar su capacidad para causar enfermedades y protegerlo contra otros fagos.
Tras su descubrimiento inicial de que Rip1 protegía a las bacterias contra algunos fagos, los investigadores profundizaron en el funcionamiento de la proteína. Descubrieron que provocaba que la célula bacteriana cambiara de una forma alargada, similar a una píldora, a una esfera redonda antes de estallar. También demostraron que las proteínas Rip1 podían unirse a dos proteínas fágicas diferentes, ambas implicadas en la formación de nuevos virus.
"Todos los datos biológicos apuntaban a que Rip1 era algo que perforaba la membrana bacteriana, pero queríamos analizar la estructura para determinar si eso era realmente lo que estaba sucediendo", asegura Maxwell.
Ella y Patel llevaron sus datos y muestras de proteínas al final del pasillo a Michael Norris, profesor adjunto de bioquímica y biólogo estructural que estudia el ensamblaje de los virus. Juntos, los investigadores utilizaron una técnica llamada microscopía electrónica criogénica (crio-EM) para visualizar el aspecto y el funcionamiento de Rip1.
Norris explica que la crio-EM funciona tomando instantáneas de una proteína, o grupo de proteínas, desde muchos ángulos posibles, lo que permite a los investigadores recrear la estructura con una resolución casi atómica.
Sus investigaciones revelaron que las proteínas Rip1 se aparean como dímeros inactivos cuando no hay infección activa por fagos. Durante una infección, Rip1 reconoce la forma de rosquilla de sus dianas proteicas y la utiliza como plantilla para formar su propio anillo Rip1, que posteriormente se inserta en la membrana interna bacteriana.
"Son dos anillos superpuestos", puntualiza Maxwell. "Hay un canal en el centro que permite que el contenido se filtre desde el interior de la célula bacteriana, y eso es lo que la mata".
Basándose en sus resultados, los investigadores concluyeron que Rip1 proporciona defensa antifagos de dos maneras: primero, actuando como una esponja para absorber las proteínas críticas del fago necesarias para producir más virus y segundo, perforando agujeros en la membrana interna bacteriana y matando a las bacterias antes de que el fago infectante haya terminado de producir su descendencia.
Maxwell asegura que lo que distingue a Rip1 es la integración de la detección y la defensa de fagos en una pequeña proteína. En la mayoría de los sistemas inmunitarios, incluido el nuestro, la tarea de detectar primero un invasor microbiano y luego neutralizarlo recae en diferentes proteínas, algunas de las cuales funcionan como complejas máquinas celulares.
"Los fagos son extremadamente sofisticados. Contienen una enorme cantidad de diversidad funcional en genomas muy pequeños, y Rip1 muestra cómo las bacterias han desarrollado formas igualmente compactas de responder", concluyen los investigadores.
