MADRID, 12 Dic. (EUROPA PRESS) -
Investigadores del Massachusetts Institute of Thecnology (MIT) en EEUU han identificado moléculas encontradas en la mucosidad que pueden bloquear la infección del cólera al interferir con los genes que hacen que el microbio cambie a un estado dañino.
Estas moléculas protectoras, conocidas como glicanos, son un componente importante de las mucinas, los polímeros formadores de gel que forman la mucosidad. El equipo del MIT identificó un tipo específico de glicano que puede evitar que 'vibrio cholerae' produzca la toxina que generalmente provoca diarrea severa.
Si estos glicanos pudieran llegar al sitio de la infección, podrían ayudar a fortalecer la barrera mucosa y prevenir los síntomas del cólera, que afectan hasta a 4 millones de personas por año. Debido a que los glicanos desarman a las bacterias sin matarlas, podrían ser una alternativa atractiva a los antibióticos, dicen los investigadores.
"A diferencia de los antibióticos, en los que puedes desarrollar resistencia con bastante rapidez, estos glicanos en realidad no matan a las bacterias. Simplemente parecen bloquear la expresión génica de sus toxinas de virulencia, por lo que es otra forma de tratar estas infecciones", señala Benjamin Wang, uno de los autores principales del estudio, que aparece hoy en 'EMBO Journal'.
En el estudio también han participado Julie Takagi, Katharina Ribbeck, Rachel Hevey, Micheal Tiemeyer, profesor de bioquímica y biología molecular en la Universidad de Georgia; y Fitnat Yildiz, profesora de microbiología y toxicología ambiental en la Universidad de California en Santa Cruz. En los últimos años, Ribbeck y otros han descubierto que la mucosidad, que recubre gran parte del cuerpo, juega un papel clave en el control de los microbios.
El laboratorio de Ribbeck ha demostrado que los glicanos, moléculas de azúcar complejas que se encuentran en la mucosidad, pueden desactivar bacterias como 'Pseudomonas aeruginosa' y la levadura 'Candida albicans', evitando que causen infecciones dañinas.
La mayoría de los estudios anteriores de Ribbeck se han centrado en los patógenos pulmonares, pero en el nuevo estudio, los investigadores centraron su atención en un microbio que infecta el tracto gastrointestinal. Vibrio cholerae , que a menudo se propaga a través del agua potable contaminada, puede causar diarrea severa y deshidratación. Vibrio cholerae viene en muchas cepas, e investigaciones anteriores han demostrado que el microbio se vuelve patógeno solo cuando es infectado por un virus llamado fago CTX.
"Ese fago porta los genes que codifican la toxina del cólera, que es realmente lo que es responsable de los síntomas de la infección grave por cólera", señala Wang.
Para que ocurra esta "conversión toxigénica", el fago CTX debe unirse a un receptor en la superficie de la bacteria conocido como pilus corregulado por toxina (TCP). Trabajando con glicanos de mucina purificados del tracto gastrointestinal de cerdos, el equipo del MIT descubrió que los glicanos suprimen la capacidad de la bacteria para producir el receptor TCP, por lo que el fago CTX ya no puede infectarlo.
Los investigadores también demostraron que la exposición a los glucanos de mucina altera drásticamente la expresión de muchos otros genes, incluidos los necesarios para producir la toxina del cólera. Cuando las bacterias estuvieron expuestas a estos glicanos, casi no produjeron la toxina del cólera.
Cuando 'Vibrio cholerae' infecta las células epiteliales que recubren el tracto gastrointestinal, las células comienzan a producir en exceso una molécula llamada AMP cíclico. Esto hace que segreguen cantidades masivas de agua, lo que provoca diarrea severa. Los investigadores descubrieron que cuando expusieron células epiteliales humanas a 'Vibrio cholerae' que habían sido desarmadas por mucina glicanos, las células no produjeron AMP cíclico ni comenzaron a filtrar agua.
Luego, los investigadores investigaron qué glicanos específicos podrían estar actuando sobre 'Vibrio cholerae'. Para ello, trabajaron con el laboratorio de Hevey para crear versiones sintéticas de los glicanos más abundantes que se encuentran en las muestras de mucina naturales que estaban estudiando. La mayoría de los glicanos que sintetizaron tienen estructuras conocidas como núcleo 1 o núcleo 2, que difieren ligeramente en el número y tipo de monosacáridos que contienen.
Los investigadores encontraron que los glicanos centrales 2 desempeñaron el papel más importante en el control de la infección por cólera. Se estima que del 50 al 60 por ciento de las personas infectadas con 'Vibrio cholerae' son asintomáticas, por lo que los investigadores plantean la hipótesis de que los casos sintomáticos pueden ocurrir cuando faltan estas mucinas que bloquean el cólera.
"Nuestros hallazgos sugieren que tal vez se produzcan infecciones cuando la barrera mucosa se ve comprometida y carece de esta estructura particular de glicano", señala Ribbeck, que está trabajando en formas de administrar mucina glicanos sintéticos, posiblemente junto con antibióticos, a los sitios de infección.
Los glicanos por sí solos no pueden adherirse a los revestimientos de las mucosas del cuerpo, por lo que el laboratorio de Ribbeck está explorando la posibilidad de unir los glicanos a polímeros o nanopartículas para ayudarlos a adherirse a esos revestimientos. Los investigadores planean comenzar con los patógenos pulmonares, pero también esperan aplicar este enfoque a los patógenos intestinales, incluido 'Vibrio cholerae'.
"Queremos aprender a administrar glicanos por sí mismos, pero también junto con antibióticos, donde es posible que necesite un enfoque doble. Ese es nuestro principal objetivo ahora porque vemos que muchos patógenos se ven afectados por diferentes estructuras de glicanos", señala Ribbeck.
