Investigadores del Instituto Quadram han identificado genes que codifican una versión previamente no descubierta de la neurotoxina botulínica en bacterias del intestino de una vaca.
Esta es la primera vez que se encuentra un grupo intacto de genes para producir neurotoxina botulínica fuera de la bacteria Clostridium botulinum o sus parientes cercanos, y solo el segundo informe de una nueva toxina botulínica en los últimos 40 años.
Clostridium botulinum es un patógeno peligroso que forma la toxina botulínica altamente potente, que cuando se ingiere causa botulismo, una enfermedad neuroparalítica mortal. Pero la neurotoxina botulínica ahora también se usa en una variedad de procedimientos médicos, así como con fines cosméticos. El descubrimiento de esteEl nuevo tipo de neurotoxina botulínica, de una fuente inesperada, tiene el potencial de ampliar aún más la gama de usos médicos.
Los genes que codifican la proteína de la toxina botulínica junto con proteínas accesorias que protegen la toxina botulínica y aseguran su funcionamiento, se organizan como un grupo de genes. En una nueva investigación, publicada en la revista FEBS Letters, los científicos del Instituto Quadram llevaron a cabo unabúsqueda de la base de datos de la secuencia del genoma completo del Centro Nacional de Información Biotecnológica. Utilizando técnicas de bioinformática, el Dr. Jason Brunt y el Dr. Andrew Carter, en colaboración con el Profesor Mike Peck y la Dra. Sandra Stringer, examinaron esta base de datos en busca de otras entradas que fueran similares a las proteínas predichas que elproduciría el gen de la toxina botulínica. El estudio fue financiado por el Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas.
Esta búsqueda identificó un grupo de genes previamente no descubierto que codifica una nueva neurotoxina botulínica y proteínas accesorias en el genoma de una especie de bacteria Enterococcus aislada de heces de vaca.
La bacteria Enterococcus habitualmente habita en el tracto gastrointestinal de animales y humanos. Algunos son comensales y forman parte del microbioma normal que puebla el intestino. Se sabe que otros causan enfermedades. Esta cepa en particular fue aislada de heces de vaca en los Estados Unidos,pero no se sabe si la vaca estaba mostrando signos de botulismo. El análisis sugiere que es probable que el grupo de genes se exprese activamente y produzca la toxina, por lo que el equipo de investigación está interesado en realizar más investigaciones para comprender qué efectos tiene esta bacteria enlos animales.
Además de comprender las implicaciones de encontrar esta nueva variante del grupo de genes del botulismo en una especie de bacteria intestinal no clostridial, el equipo está interesado en explorar cómo podría ayudar en el desarrollo de nuevos tratamientos para enfermedades. Los investigadores han encontrado indicacionesdel modelo de estructura 3D que esta nueva versión de la toxina puede poseer un nuevo mecanismo de selección, que podría permitirle tratar una gama más amplia de condiciones.
"Una vez expresada como una proteína, esta nueva neurotoxina puede poseer propiedades novedosas, como propiedades inmunomoduladoras que la hacen útil para una amplia gama de problemas médicos. También puede tener propiedades que la convierten en un candidato ideal para usar como alternativa aneurotoxinas botulínicas existentes como Botox ", dijo el Dr. Jason Brunt.
"Es una pregunta intrigante sobre cómo esta cepa de Enterococcus adquirió un grupo de genes de neurotoxina botulínica, qué beneficio aporta a esta bacteria, y se requiere trabajo adicional para explorar las implicaciones de nuestro importante hallazgo con respecto a la posibilidad de su transferenciaentre bacterias. También se requiere trabajo adicional para caracterizar esta nueva toxina, pero las indicaciones iniciales son que esto puede ser un descubrimiento muy significativo. Ahora determinaremos la potencia de esta nueva toxina botulínica y cómo se puede usar como agente terapéutico ", dijo.Dr. Andrew Carter.
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