Health Spain , León, Tuesday, June 02 of 2009, 15:00

Descrita la ruta completa de desintoxicación del arsénico en una corinebacteria

La investigación ha obtenido mutantes capaces de contener de 50 a 100 veces más arsénico que la bacteria original

Antonio Martín/DICYT Conocido desde la Antigüedad por su capacidad tóxica, el arsénico está muy presente en nuestra sociedad. De vez en cuando, se cuela en las páginas de Sucesos de los periódicos, ya que es el veneno más usado debido a que no tiene olor ni sabor y sus efectos son similares a los de infecciones gastrointestinales sin importancia. Aunque también salta a las páginas de Internacional o Sociedad: en algunos países, como Bangladesh, se ha convertido en problema de salud pública al encontrarse en pozos de agua contaminándolos.

 

Una tesis doctoral de la Universidad de León ha establecido la ruta completa de desintoxicación de arsénico en una corinebacteria. Esta ruta puede permitir el desarrollo de microorganismos con elevado potencial para su uso en biorremediación, esto es, para evitar que el arsénico se filtre en aguas y las contaminen.

 

El elemento, el quincuagésimo segundo más presente en la Tierra y del que se discute su esencialidad para la vida, es imposible de eliminar de la naturaleza, lo que dificulta las medidas para reducirlo de agua o alimentos. “El arsénico -comenta Efrén Ordóñez- es como la energía, siempre está presente, sólo se puede transformar”. El investigador pertenece al área de Microbiología de la Universidad de León, que se caracteriza porque lleva más de veinte años de trabajo en ingeniería genética con corinebacterias, microorganismos en su mayoría no patógenos y presentes en muchos ámbitos de la sociedad. Una de sus representantes, la Corynebacterium glutamicum, posee una inusitada resistencia a formas inorgánicas y organismos peculiares de defensa.

 

En su trabajo, el autor descubre un tipo de regulador “evolutivamente diferente” a otros organismos y describe por primera vez un regulador basado en mycothiol, denominado AsR, y una familia de arseniato reductasas que pueden facilitar el desarrollo de estos microorganismos para retener arsénico y que no pasen al consumo humano, directamente o a través de alimentos.

 

Su tesis doctoral se leerá este mes de junio en León. En su tribunal están presentes los expertos mundiales Barry Rosen, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Internacional Florida y Joris Messens de la Universidad Libre de Bruselas. La tesis está dirigida por Luis Mariano Mateos y José Antonio Gil, ambos del Departamento de Biología Molecular al que pertenece Ordóñez. Los hallazgos que ha ido obteniendo el equipo científico, que interactúa con grupos de otros centros de investigación europeos y estadounidense, se han ido publicando en Journal of Biological Chemistry, una publicación de impacto “importante”, según comenta Mateos.

 

Cómo actúa el arsénico

 

El arsénico es un elemento perjudicial para la vida en sí mismo. Diferentes microorganismos han desarrollado sistemas con los que evitan esa toxicidad. Hay dos formas biológicamente importantes básicamente: arseniato y arsenito. El primero es un estado oxidado, mientras que el segundo no. Estas formas se incorporan a la célula aprovechando otros sistemas de transporte de moléculas importantes para la propia vida celular, como el fosfatol, el glicerol o exosas en organismos eucariotas. El efecto tóxico se produce al interaccionar con el ADN o con proteínas, en definitiva, alterando el metabolismo.

 

El principal mecanismo de defensa es el operón (una agrupación génica que da lugar a una serie de proteínas para destoxificar el arsénico). Cuando hay arsénico presente en la célula, la Corynebacterium glutamicum se da cuenta de la presencia a través de un regulador, el AsR. El AsR está unida a regiones reguladoras que modulan las expresiones de los operones. Cuando se introduce en forma de arsenito, el arsénico se une a la proteína y se suelta de la zona reguladora. Una vez libre el regulador, los sistemas comienzan con la expresión a dar lugar a las proteínas efectoras AsRB (que, en esencia, trabaja como bombas de expulsión de arsénico) y AsRC (que transforma el arseniato en arsenito). La investigación ha logrado crear mutantes con capacidad de contener de 50 a 100 veces más arsénico que la original potenciando la forma AsRC.

 

Investigación en micobacterias que afectan a humanos

Las corinebacterias y las micobacterias son organismos muy cercanos, “primos”, según las define Ordóñez, aunque entre las primeras apenas las hay patógenas para los seres humanos y enter las segundan abundan las que causan enfermedades graves a los mamíferos, especialmente la tuberculosis. Es hacia este tipo de bacterias donde se dirigen ahora las miradas de los investigadores, debido, fundamentalmente, al hallazgo de la reductasa del arsénico encontrada en la Corynebacterium glutamicum.

 

Esta reductasa utiliza un buffer de oxidación-reducción tanto en micobacterias como corinebacterias, esto es, las células de ambos géneros utilizan mecanismos similares para eliminar elementos tóxicos, como en el caso del arsénico. “Manipulando este equilibrio, podríamos controlar de alguna forma el proceso de crecimeinto de Mycobacterium tuberculis”, explica Luis Mariano Mateos, del área de Microbiología.

 

A largo plazo, esta fórmula podía propiciar un fármaco nuevo para la tuberculosis, una enfermedad del aparato respiratorio que mantiene desde hace años una prevalencia de 245 por cada 100.000 habitantes, y una tasa de mortalidad de 28 pora cada 100.000, según los registros de la Organización Mundial de la Salud. En la provincia de León, además, está considerada endémica.Para llegar a este punto, el equipo investigador deberá establecer contactos con profesionales de Ciencias de la Salud y comenzar a trabajar en laboratorios más equipados.