La bióloga molecular de Princeton Bonnie Bassler y el estudiante graduado Justin Silpe han identificado un virus, VP882, que puede escuchar conversaciones bacterianas, y luego, en un giro como algo sacado de una novela de espías, encontraron una manera de usar eso parahacer que ataque enfermedades bacterianas como E. coli y cólera
"La idea de que un virus está detectando una molécula que usan las bacterias para la comunicación, eso es completamente nuevo", dijo Bassler, profesor de Biología Molecular de Squibb. "Justin encontró este primer caso natural y luego volvió a pensardiseñó ese virus para que pueda proporcionar cualquier información sensorial que elija, en lugar de la molécula de comunicación, y luego el virus mata a pedido ". Su artículo aparecerá en la edición del 10 de enero de la revista Cell.
Un virus solo puede tomar una decisión, Bassler dijo: permanecer en el host o matar al host. Es decir, permanecer bajo el radar dentro de su host o activar la secuencia de muerte que crea cientos o miles de descendientes que estallan,matando al host actual y lanzándose hacia nuevos hosts.
Existe un riesgo inherente al elegir la opción de matar: "Si no hay otros anfitriones cerca, entonces el virus y todos sus parientes simplemente murieron", dijo. VP882 ha encontrado una manera de eliminar el riesgo de la decisión.escucha a las bacterias para anunciar que están en una multitud, aumentando las posibilidades de que cuando el virus mata, los virus liberados se encuentran inmediatamente con nuevos anfitriones. "¡Es brillante e insidioso!", dijo Bassler.
"Este documento proporciona una perspectiva completamente nueva sobre la relación dinámica entre los virus y sus anfitriones", dijo Graham Hatfull, profesor de biotecnología de la familia Eberly en la Universidad de Pittsburgh, que no participó en esta investigación ". Este estudio nos dicepor primera vez ... que cuando un fago está en el estado lisogénico [permanecer], no está "profundamente dormido", sino más bien un rapto, con un ojo abierto y alerta para los oídos, listo para responder cuando "oye" señales de que las células estánpreparándose para responder a los cambios en su entorno "
Bassler, quien también es presidente de biología molecular e investigador del Instituto Médico Howard Hughes, había descubierto años antes que las bacterias pueden comunicarse y sentir la presencia de los demás y que esperan para establecer un quórum antes de actuar en concierto. Pero ella teníanunca imaginé que un virus podría espiar esta comunicación de detección de quórum.
"Los insectos se están molestando", dijo entre risas. "Además, el trabajo de Justin muestra que estas moléculas de detección de quórum están transmitiendo información a través de los límites del reino". Los virus no están en el mismo reino que las bacterias; de hecho,no están en ningún reino, porque técnicamente no están vivos. Pero para que organismos tan radicalmente diferentes puedan detectar e interpretar las señales de los demás es simplemente alucinante, dijo. No es como si las naciones enemigas se estuvieran espiando, oincluso como un humano que se comunica con un perro, esos al menos son miembros del mismo reino animal y filo vertebrado.
Después de encontrar la primera evidencia de este espionaje entre reinos, Silpe comenzó a buscar más, y lo encontró.
"Él acaba de comenzar un nuevo campo", dijo Bassler. "La idea de que solo hay un ejemplo de esta comunicación entre dominios no tenía sentido para nosotros. Justin descubrió el primer caso y luego, con su descubrimiento en mano, buscó más profundamente y encontró un conjunto completo de virus que albergan capacidades similares. Puede que no todos estén escuchando esta información de detección de quórum, pero está claro que estos virus pueden escuchar la información de sus anfitriones y luegousa esa información para matarlos "
Silpe dijo que se sintió atraído a trabajar en el laboratorio de Bassler debido a su investigación sobre la comunicación bacteriana. "La comunicación parece un rasgo tan evolucionado", dijo. "Escuchar que las bacterias pueden hacerlo, su descubrimiento, fue soloalucinante que los organismos que consideras tan primitivos en realidad podrían ser capaces de comunicarse. Y los virus son incluso más simples que las bacterias. El que estudié, por ejemplo, solo tiene unos 70 genes. Es realmente notable que dedique uno de esos genesa la detección de quórum. La comunicación claramente no es algo creado por organismos superiores "
Una vez que Silpe demostró que VP882 estaba escuchando a escondidas, comenzó a experimentar con la información errónea para engañar al virus para que matara a la orden, para convertir al depredador en un asesino.
VP882 no es el primer virus utilizado como tratamiento antimicrobiano. Los virus que se aprovechan de las bacterias se denominan "fagos" y la "terapia de fagos" - dirigida a una enfermedad bacteriana con un fago - es una estrategia médica conocida. Pero VP882 esel primer fago que usa espionaje para saber cuándo es óptimo matar a sus objetivos, lo que hace que los experimentos de Silpe con salmonela y otras bacterias que causan enfermedades sean la primera vez que la terapia con fagos utiliza la comunicación entre reinos.
Además, este virus promete enormemente como una herramienta terapéutica porque no actúa como un virus típico, dijo Bassler. La mayoría de los virus solo pueden infectar un tipo muy específico de células. Los virus de la gripe, por ejemplo, solo infectan las células pulmonares;El VIH solo se dirige a células específicas del sistema inmunitario. Pero el virus VP882 tiene un "rango de hospedadores excepcionalmente amplio", dijo Bassler. Hasta ahora, Silpe solo ha realizado pruebas de "prueba de principio" con tres bacterias no relacionadas: Vibrio cholerae cólera, salmonella y E. coli. Esas enfermedades han evolucionado por separado durante cientos de millones de años, por lo que el hecho de que todas sean susceptibles a este asesino bacteriano sugiere que muchas, muchas más también lo son.
Hatfull también es optimista sobre la utilidad de este virus rediseñado para las bacterias resistentes a los antibióticos. "La resistencia a los antibióticos es claramente una gran amenaza para la salud mundial, y existe una demanda clara y evidente de nuevas estrategias y enfoques para este problema"."Aunque admitimos que nos ha resultado difícil incluso llegar a la" primera base "con el uso terapéutico básico de fagos naturales, podemos imaginar la posibilidad de un" jonrón "si podemos diseñar fagos para uso terapéutico que tienen un efecto muy específico.apuntar ". Estos asesinos virales podrían incluso retrasar la aparición de cepas resistentes a los antibióticos", dijo.
Bassler da todo el crédito por el descubrimiento a Silpe. Después de identificar un nuevo gen de detección de quórum en V. cholerae tomó la decisión de buscar en las bases de datos del genoma ese gen. Apareció en algunas cepas relacionadas con el cólera y exactamente un virus. Bassler se preguntó si eso podría ser un artefacto de datos sin sentido, pero Silpe quería obtener una muestra del virusy ejecutar experimentos.
"Él era entusiasta, y pensé: 'Qué diablos, dale a este niño una pequeña cuerda. Si esto no funciona pronto, siempre podemos seguir adelante'", dijo. "Fue una idea loca, porque nunca, nunca ha habido evidencia de un virus que escuche la información del huésped bacteriano para decidir si quedarse o matar. Pero este laboratorio se basó en ideas locas, como las bacterias que se hablan entre sí, y hemos hecho una especie devivir fuera de eso ... Por supuesto, esa es la belleza de la ciencia, y la ciencia en Princeton, de que tienes suficientes recursos para jugar esas corazonadas y ver si hay un "allí". Y esta vez, hubo un gran "ahí ahí."
"Un autoinductor con detección de quórum producido por el anfitrión controla una decisión de lisis y lisis de fagos", por Justin Silpe y Bonnie Bassler, se publicará en la edición del 10 de enero de Cell y se lanzó en línea el 13 de diciembre. Fue respaldado porHoward Hughes Medical Institute, NIH Grant 2R37GM065859, National Science Foundation Grant MCB-1713731, Max Planck Society-Alexander von Humboldt, y el Departamento de Defensa a través de la National Defense Science & Engineering Graduate Fellowship.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Princeton . Original escrito por Liz Fuller-Wright. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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