Durante la Segunda Guerra Mundial, el Ejército Rojo soviético se vio obligado a mover sus operaciones de guerra biológica fuera del camino de avance de las tropas nazis. Entre los cargamentos peligrosos había frascos de Francisella tularensis , el organismo que causa la tularemia y uno de los patógenos más infecciosos del mundo.
Años después, un desertor soviético afirmó que su país había desatado sus tiendas de F. tularensis en los soldados alemanes, debilitándolos poco antes de la batalla fundamental de Stalingrado. Otros creen que el brote en el frente germano-soviético se propagó más probablemente por las ratas, no por los rusos. Sin embargo, nadie ha cuestionado la capacidad de la bacteria para infligir daño.
Los Centros de Control de Enfermedades clasifican a la tularemia como uno de los seis agentes de bioterrorismo más preocupantes, junto con el ántrax, el botulismo, la peste, la viruela y la fiebre hemorrágica viral. Y las reservas rusas de la misma probablemente permanezcan.
científicos estadounidenses estudiando F. tularensis recientemente mapeó el complejo circuito molecular que permite que la bacteria se vuelva virulenta. El mapa revela una característica única de la bacteria que podría convertirse en el objetivo del futuro desarrollo de fármacos.
La investigación apareció en línea a principios del 1 de septiembre y estará en la revista del 13 de septiembre de 2017 Genes y desarrollo .
"Ahora tenemos las coordenadas para detener uno de los agentes más infecciosos conocidos por el hombre. Al tener todas estas piezas y al comprender cómo encajan, podemos diseñar nuevos medicamentos que pueden detener la virulencia", dijo Maria A.Schumacher, Ph.D., autor principal del estudio y profesor de Bioquímica Nanaline H. Duke en la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke.
F. tularensis es un organismo excepcionalmente resistente que puede infectar una variedad de huéspedes, incluidos humanos, conejos y mosquitos, y puede sobrevivir durante semanas en cadáveres muertos y en descomposición. Es tan virulento que una persona solo tiene que inhalar 10 partículas microscópicasde la bacteria para infectarse. Los rusos y japoneses, así como los estadounidenses y sus aliados, exploraron su potencial como arma biológica durante la Segunda Guerra Mundial.
Después de la guerra, los rusos continuaron desarrollando el agente, buscando mutaciones que pudieran hacerlo resistente a los antibióticos y, por lo tanto, aún más mortal. La Organización Mundial de la Salud ha proyectado que 110 libras de F. tularensis disperso en una ciudad de 5 millones de personas causaría alrededor de 250,000 casos de enfermedades graves y 19,000 muertes.
A pesar de décadas de estudio ferviente, los factores que hacen que esta bacteria sea tan patógena aún no se comprenden completamente. Recientemente, un grupo de genes llamado " Francisella surgió una isla de patogenicidad que es esencial para su virulencia. En este estudio, los investigadores llevaron a cabo una batería de estudios estructurales, bioquímicos y celulares para definir los factores moleculares que activan y desactivan estos genes de patogenicidad.
Sospechaban que una molécula sensora de estrés o "alarmona" llamada ppGpp podría desempeñar un papel. Se sabe que los alarmones responden a condiciones estresantes promoviendo la supervivencia y la virulencia en las bacterias.
La autora principal del estudio y estudiante graduada de Duke, Bonnie J. Cuthbert, comenzó a observar los factores que podrían interactuar con ppGpp, como el regulador de genes de la isla de patogenicidad de proteínas o PigR, el locus de crecimiento de macrófagos A o MglA, y la inanición estrictaproteína A o SspA. Cuthbert utilizó una técnica llamada cristalografía de rayos X para producir estructuras tridimensionales de nivel atómico de cada una de estas proteínas, y luego las ensambló una por una, como los componentes de una placa de circuito.
Encontró que MglA y SspA se asocian para formar una proteína de dos partes que contiene una bolsa de unión única en su parte inferior para ppGpp. Una vez que esta molécula se une, recluta PigR y posteriormente estabiliza la ARN polimerasa en esta área de la F. tularensis genoma, creando un gran complejo que se adhiere al ADN para activar los genes de patogenicidad.
Los investigadores crearon mutaciones que destruyeron el bolsillo de unión para ppGpp. Descubrieron que cuando la alarma no podía unirse, la patogenicidad no podía activarse.
"Hemos descubierto una forma totalmente nueva de controlar la virulencia", dijo el autor principal del estudio Richard G. Brennan, Ph.D., Profesor de Bioquímica James B. Duke y Presidente de Bioquímica en la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke y también asesora Cuthbert ". Si pudiéramos bloquear este bolsillo de encuadernación, entonces podríamos detener la virulencia F. tularensis . Sería una nueva forma de combatir esta bacteria, inhabilitándola con medicamentos antivirulencia en lugar de matarla directamente con antibióticos ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :