Una colaboración de investigación internacional ha descubierto una nueva toxina que mata bacterias que promete afectar las enfermedades infecciosas de las superbacterias.
El descubrimiento de esta toxina inhibidora del crecimiento, que las bacterias inyectan en bacterias rivales para obtener una ventaja competitiva, se publicó hoy en la revista Naturaleza .
El descubrimiento es el resultado del trabajo en equipo de los coautores John Whitney, profesor asistente del Departamento de Bioquímica y Ciencias Biomédicas de la Universidad McMaster, y Mike Laub, profesor de biología en el Instituto de Tecnología de Massachusetts MIT.
Whitney y su estudiante de doctorado Shehryar Ahmad del Instituto de Investigación de Enfermedades Infecciosas Michael G. DeGroote de McMaster estaban estudiando cómo las bacterias secretan moléculas antibacterianas cuando se encuentran con una nueva toxina. Esta toxina era una enzima antibacteriana, una que los investigadores nunca habían visto antes.
Después de determinar la estructura molecular de esta toxina, Whitney y Ahmad se dieron cuenta de que se parece a las enzimas que sintetizan una conocida molécula de señalización bacteriana llamada p ppGpp. Esta molécula normalmente ayuda a las bacterias a sobrevivir bajo condiciones estresantes, como la exposición a antibióticos.
"La estructura 3D de esta toxina fue al principio desconcertante porque ninguna toxina conocida se parece a enzimas que producen p ppGpp y p ppGpp en sí misma no es una toxina", dijo Ahmad.
Sospechando que la toxina podría matar bacterias al producir en exceso cantidades dañinas de p ppGpp, el equipo de McMaster compartió sus hallazgos con Laub, un investigador del Instituto Médico Howard Hughes de EE. UU.
Boyuan Wang, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Laub que se especializa en señalización de p ppGpp, examinó la actividad de la enzima recién descubierta. Pronto se dio cuenta de que, en lugar de producir p ppGpp, esta enzima producía un mal entendido peromolécula relacionada llamada p ppApp. De alguna manera, la producción de p ppApp era perjudicial para las bacterias.
Los investigadores determinaron que la producción rápida de p ppApp por esta toxina enzimática agota las células de una molécula llamada ATP. El ATP a menudo se conoce como la 'moneda energética de la célula', por lo que cuando se agota el suministro de ATP, es esenciallos procesos celulares se ven comprometidos y la bacteria muere.
"Me parece absolutamente fascinante que la evolución esencialmente haya" reutilizado "una enzima que normalmente ayuda a las bacterias a sobrevivir al tratamiento con antibióticos y, en cambio, la ha desplegado para usarla como arma antibacteriana", dijo Whitney.
La investigación realizada en la Universidad McMaster fue financiada por los Institutos Canadienses para la Investigación de la Salud y está afiliada al Instituto CIHR para la Infección e Inmunidad CIHR-III alojado en la Universidad McMaster con fondos adicionales del Centro David Braley para el Descubrimiento de Antibióticos.La investigación en el MIT fue apoyada por el Instituto Médico Howard Hughes y los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU.
"Este es un descubrimiento importante con implicaciones potenciales para el desarrollo de alternativas a los antibióticos, una prioridad mundial en la lucha contra la resistencia a los antimicrobianos. Es alentador ver que los jóvenes investigadores canadienses como el Dr. Whitney prosperan y emergen como líderes en esta área,"dijo Charu Kaushic, director científico del CIHR-III y profesor de patología y medicina molecular en McMaster.
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Materiales proporcionado por Universidad de McMaster . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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