Descubren sistema de defensa en bacterias

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Descubren sistema de defensa en bacterias

Comprender al enemigo siempre es fundamental en todas las batallas no solo las armas sino también sus equipos de defensa, esto es lo que hacen los científicos de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y de la Universidad de Newcastle, en los Estados Unidos, ellos encontraron como algunas bacterias logran sobrevivir a nuestras fuerzas militares (sistema inmunológico).

Este detalle es vital para nuestra guerra bacteriana porque nos ayuda a comprender a las defensas bacterianas y así desarrollar mejores terapias o encontrar curas a muchas enfermedades que son producto de bacterias súper resistentes gracias una enzima bacteriana única que puede romper las armas clave del cuerpo en su lucha contra la infección.




El estudio se centró en la bacteria Staphylococcus aureus, que se encuentra en aproximadamente la mitad de la población. Aunque suele coexistir de forma segura con individuos sanos, S. aureus tiene la capacidad de infectar casi todo el cuerpo; En su forma más patógena, la bacteria es la llamada “superbacteria” S. aureus resistente a la meticilina, o MRSA.

“Nuestro sistema inmunológico es muy eficaz y evita que la mayoría de los microbios que se encuentran causan infecciones”, dijo U. de I. profesor de microbiología Thomas Kehl-Fie, que dirigió el estudio con Kevin Waldron, de la Universidad de Newcastle. “Pero patógenos como S. aureus han desarrollado formas de subvertir la respuesta inmune”.




S. aureus puede superar una de las defensas clave del cuerpo, la inmunidad nutricional, que evita que las bacterias obtengan nutrientes esenciales Por lo que mueren de hambre, S. aureus necesita de un metal necesario, el manganeso, que utiliza la bacteria para producir  una enzima llamada superóxido dismutasa, o SOD. Esta enzima es utilizada por la bacteria para reducir los daños de los aliados (sistema inmune) que por lo general tiene varias una es la inmunidad nutricional mata de hambre a las bacterias, la otra es llamada explosión oxidativa./ Es el proceso donde algunas células son capaces de producir y liberar especies reactivas de oxígeno, tales como radicales superóxido y peróxido de hidrógeno. Se caracteriza por un aumento muy violento en la demanda de oxígeno y en el consumo de energía a nivel celular, de ahí su nombre, es un mecanismo frecuentemente utilizado por las células del sistema inmune para producir compuestos con capacidad microbicida, tales como el peróxido de hidrógeno y el anión hipoclorito./-Wikipedia-/

S. aureus es particularmente experto en causar infecciones devastadoras. A diferencia de otras especies estrechamente relacionadas, S. aureus posee dos enzimas SOD. El equipo descubrió que la segunda SOD aumenta la capacidad de S. aureus para resistir la inmunidad nutricional y causar enfermedad.

“Esta realización fue a la vez excitante y desconcertante, ya que ambos SODs se cree que utilizan manganeso y por lo tanto deben ser inactivados por la inhibición del manganeso para matarles de hambre”, dijo Kehl-Fie.

La familia más prevalente de SOD, a la cual pertenecen ambas enzimas de S. aureus, se ha pensado por mucho tiempo en dos variedades: las que dependen del manganeso para la función y las que utilizan el hierro.

A la luz de sus hallazgos, el equipo probó si la segunda SOD estafilocócica dependía del hierro. Para su sorpresa, descubrieron que la enzima era capaz de usar cualquiera de los metales. Si bien la existencia de estos SOD cambialistas, capaces de usar tanto hierro como manganeso, fue propuesta hace décadas, la existencia de este tipo de enzima fue descartada en gran medida como un capricho de la química, sin importancia en sistemas biológicos reales. Los hallazgos del equipo disipan esta noción, demostrando que los SOD cambialista contribuyen de manera crítica a la infección.

El equipo descubrió que, cuando el cuerpo estaba cargado de manganeso, S. aureus activó la SOD cambialista con hierro en lugar de manganeso, asegurando que se mantuviera su barrera defensiva bacteriana crítica.

“La SOD cambialista juega un papel clave en la capacidad de esta bacteria para evadir la defensa inmunológica”, dijo Waldron. “Es importante destacar que sospechamos que enzimas similares pueden estar presentes en otras bacterias patógenas, por lo tanto, podría ser posible dirigir este sistema con fármacos para futuras terapias antibacterianas”.

La aparición y propagación de bacterias resistentes a los antibióticos, como el SARM, hacen que estas infecciones sean cada vez más difíciles, si no imposibles, de tratar.




Nombre original del estudio y enlaces

http://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1006125

https://news.illinois.edu/blog/view/6367/453600#image-2

A Superoxide Dismutase Capable of Functioning with Iron or Manganese Promotes the Resistance of Staphylococcus aureus to Calprotectin and Nutritional Immunity

Científicos involucrados

Yuritzi M. Garcia, Anna Barwinska-Sendra,  Emma Tarrant, Eric P. Skaar, Kevin J. Waldron ,Thomas E. Kehl-Fie

PLOS Published: January 19, 2017

http://dx.doi.org/10.1371/journal.ppat.1006125

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