Ciencia Argentina , Argentina, Lunes, 17 de diciembre de 2018 a las 15:28

Un sensor de metales podría ser el “talón de Aquiles” del neumococo

Según una investigadora argentina, el proceso que regula el ingreso de cobre y zinc a la bacteria podría ser un blanco para el diseño de nuevos antibióticos. El patógeno causa neumonía y meningitis, infecciones del oído o del torrente sanguíneo

Agencia CYTA-Instituto Leloir/DICYT Un estudio, liderado por una investigadora argentina, permitió entender a nivel atómico un mecanismo clave para la supervivencia del neumococo (Streptococcus pneumoniae), un patógeno que figura en la lista de prioridades de la Organización Mundial de la Salud para el desarrollo de nuevos fármacos. Y podría ayudar a combatir en el futuro desde infecciones del oído y sinusitis hasta neumonías y meningitis por ese germen: dos de las principales causas de morbilidad y mortalidad en niños y adultos mayores.

 

“Desde el descubrimiento de los antibióticos, hace ya más 100 años, nos acostumbramos a que la mayoría de las infecciones bacterianas se pueden tratar de manera sencilla con drogas que son baratas y de fácil acceso. Pero para que eso siga siendo así es importante que exista una investigación básica y aplicada en estos temas”, afirmó a la Agencia CyTA-Leloir Daiana Capdevila, doctora en Ciencias Químicas por la UBA e investigadora de la Universidad de Indiana, en Bloomington, Estados Unidos.

 

Tal como revela la revista 'Chemical Science', Capdevila y sus colegas emplearon sofisticadas técnicas de rayos X y otras herramientas para poder caracterizar una proteína de la bacteria (CopY) que cumple un papel muy importante para el patógeno: le permite lograr un muy preciso balance de zinc y cobre, dos metales esenciales y a la vez muy tóxicos cuando se acumulan.

 

“Si hay mucho más cobre que zinc o mucho más zinc que cobre, la célula no puede sobrevivir. Entonces la pregunta fue: ¿cómo este organismo unicelular puede llegar a ese balance?”, afirmó Capdevila, quien ganó un concurso y pronto inaugurará su propio laboratorio en la Fundación Instituto Leloir, en la ciudad de Buenos Aires.

 

En su investigación, el grupo de Capdevila y sus colegas analizaron los cambios en la estructura y la flexibilidad de CopY que le permiten activar o apagar la expulsión de cobre desde el interior de la bacteria. Constataron que el sensor puede unirse tanto al cobre como al zinc y que, cuando no está unido a ninguno de ellos, mantiene la producción de la “maquinaria de exportación” del cobre funcionando al mínimo.

 

Regular la disponibilidad de metales dentro de las bacterias patógenas es un blanco muy atractivo para el diseño de nuevos antimicrobianos. “De hecho, es una estrategia muy explotada por nuestro sistema inmune, que intoxica a las bacterias con muchos metales y restringe la disponibilidad de otros que pueden favorecer su multiplicación”, explicó Capdevila.

 

El estudio también tiene interés evolutivo. Los sensores de cobre dentro de Streptococcus pneumoniae comparten el mismo origen que otros que permiten la resistencia a los antibióticos comerciales de la familia de las penicilinas. “Comparando ambos sensores podemos tratar de entender como aparece la resistencia a antibióticos y cómo podemos afectarla. Este trabajo es un primer paso en esa dirección”, concluyó Capdevila.

 

Del trabajo, coordinado por Capdevila y David Giedroc, director del laboratorio de Biofísica de Enfermedades Infecciosas de la Universidad de Indiana, también participaron once científicos de cinco laboratorios distintos de Estados Unidos: Hendrik Glauninger, Yifan Zhang, Yue Fu, Jerome Coyne y Kevin Bruce, del grupo de Giedroc; Alexander Jacobs y David Clemmer del laboratorio de Espectroscopia de Masa de sistemas biológicos complejos de la Universidad de Indiana bajo la dirección de David Clemmer; Michael Maroney y Khadine Higgins ambos expertos en técnicas de absorción de Rayos X y directores del laboratorio de Metales en Biología de la Universidad de Massachusetts Amherst y de la Universidad de Salve Regina en Newport respectivamente; y Julia Martin directora del laboratorio de Microbiología de Streptococcus pneumoniae de la Universidad Estatal de Idaho.