Las personas no son los únicos organismos vivos que portan un microbioma, es decir, bacterias buenas que viven en y dentro del cuerpo. La ameba social, un organismo que habita en el suelo, también lleva su propio microbioma, y los investigadores del Baylor College of Medicine tienendescubrió que las proteínas de unión al azúcar llamadas lectinas son esenciales para las amebas y las bacterias que viven juntas. El estudio aparece en la revista ciencia .
"Las amebas unicelulares viven en el suelo alimentándose vorazmente de bacterias. A medida que esta fuente de alimento disminuye, las amebas se estresan y responden uniéndose, formando primero una babosa y luego un cuerpo fructífero que consiste en una bola de esporas equilibrada sobre un muertotallo ", dijo el autor correspondiente Dr. Adam Kuspa, profesor de bioquímica y biología molecular en Baylor.
Se sabe desde hace varios años que la babosa multicelular y las etapas corporales fructíferas de algunas, pero no todas, las amebas sociales transportan bacterias. Una amplia investigación también ha revelado que la ameba puede usar estas bacterias como fuente de alimento y como defensacontra otros organismos. Algunas bacterias producen moléculas antimicrobianas que la ameba social puede usar como arma química contra otros organismos.
En 2016, Kuspa y sus colegas descubrieron otra característica intrigante de la etapa de babosa de la ameba.
"Las bacterias que buscan atacar la etapa de babosas multicelulares de la ameba social se enfrentan a un mecanismo defensivo efectivo. Las trampas de amebas emitidas con redes de ADN tachonadas con gránulos antimicrobianos. Las bacterias se adhieren y mueren en las redes. Esta estrategia defensiva es similar aeso se ve en las células inmunes de los mamíferos llamadas neutrófilos que también capturan y destruyen las bacterias ", dijo Kuspa, quien también ocupa el Salih J. Wakil, Ph.D. Presidente del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de Verna y Marrs McLean.
Este hallazgo intrigó a los investigadores de Baylor. ¿Cómo logran algunas amebas mantener su propio microbioma y, al mismo tiempo, mantener un mecanismo innato de defensa que debería matar a las bacterias? ¿Qué impide que la ameba mate a todas las bacterias?
Las lectinas son clave
Los investigadores sabían que las amebas secretan moléculas que pueden matar las bacterias fuera de la célula. Para estudiar la liberación de proteínas de las amebas, Kuspa y sus colegas tomaron de sus cepas de laboratorio de amebas sin un microbioma, las cepas 'no transportadoras' ycepas salvajes que llevan un microbioma, las cepas 'portadoras', y las cultivaron por separado con bacterias. Luego, recolectaron el medio de cultivo, el líquido en el que las células habían crecido y analizaron las proteínas que las células habían dejado.
Cuando Christopher Dinh, director del laboratorio que dirigió el proyecto, hizo este experimento, encontró una diferencia importante entre el patrón de proteínas liberadas por las cepas transportadoras y no transportadoras. La diferencia más notable fue en dos proteínas en particular, llamadas discoidinas, quefueron producidas aproximadamente 100 veces más por las cepas portadoras.
"Las discoidinas son un tipo de lectina, que es un grupo muy conocido de proteínas que se unen a los azúcares, como los que se encuentran en la superficie de las bacterias", dijo Kuspa.
Las amebas que producen discoidinas tienen un microbioma, mientras que las que no producen discoidinas no tienen un microbioma. El recubrimiento de bacterias con discoidinas en el laboratorio también protege a las bacterias de ser destruidas por las amebas.
"También encontramos que otras lectinas de plantas como la soja, por ejemplo, pueden proteger a las bacterias de ser destruidas por las amebas y mediar el establecimiento de un microbioma", dijo Kuspa. "Además, las lectinas parecen actuar no solo como un 'Kevlar"para las bacterias, pero también como mediador de un fenómeno similar a la simbiosis: una relación entre dos o más organismos que viven juntos; las bacterias recubiertas de lectina dentro de la ameba permanecen vivas por más tiempo que las bacterias sin recubrimiento, y pueden transferir material genéticoa la ameba "
Tomando todos sus resultados juntos, los investigadores proponen que sus hallazgos apuntan a una nueva forma independiente en que las amebas manejan las bacterias que es fundamentalmente diferente de la vía conocida de ingerir bacterias y luego digerirlas en el fagolisosoma.
"Mostramos que la discoidina altera el manejo de las bacterias por la ameba para que las bacterias vivas persistan dentro de la ameba, un fenómeno que hemos denominado internalización bacteriana modificada inducida por lectina, o LIMBI", dijo Kuspa. "A través de LIMBI, las bacterias tienen unaoportunidad de transferir material genético a la ameba en cultivos celulares en el laboratorio "
Además, las lectinas también pueden proteger a las bacterias de ser destruidas por las células de mamíferos en el cultivo de tejidos en el laboratorio.
"Nuestro plan es continuar estos experimentos en ratones para ver si las lectinas también pueden alterar el microbioma en animales vivos", dijo Kuspa. "Los estudios han demostrado que las lectinas etiquetan a las bacterias para la destrucción, pero este es el primer artículo que muestra lo contrario."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Baylor College of Medicine . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :