Un patógeno bacteriano que causa faringitis estreptocócica y otras enfermedades se oculta en fragmentos de glóbulos rojos para evadir la detección por parte del sistema inmunitario del huésped, según un estudio publicado el 3 de diciembre en la revista Informes de celda . Los investigadores encontraron que el estreptococo del grupo A GAS produce una proteína previamente no caracterizada, llamada proteína S, que se une a la membrana de los glóbulos rojos para evitar ser engullida y destruida por las células inmunes fagocíticas. Al armar el GAS con esta forma de inmunidadcamuflaje, la proteína S mejora la virulencia bacteriana y disminuye la supervivencia en ratones infectados.
"Nuestro estudio describe un mecanismo completamente nuevo para la evasión inmune", dice el autor correspondiente David Gonzalez de la Universidad de California en San Diego. "Creemos que el descubrimiento de este factor de virulencia previamente ignorado, la proteína S, tiene amplias implicaciones para el desarrollo decontramedidas contra el GAS "
El GAS es un patógeno humano específico que puede causar muchas infecciones diferentes, desde enfermedades menores hasta enfermedades muy graves y mortales. Algunas de estas afecciones incluyen faringitis estreptocócica, escarlatina, una infección de la piel llamada impétigo, síndrome de shock tóxico y carne.enfermedad alimentaria. Se estima que 700 millones de infecciones ocurren en todo el mundo cada año, lo que resulta en más de medio millón de muertes. A pesar de la investigación activa, una vacuna protectora sigue siendo difícil de alcanzar.
Hasta la fecha, la penicilina sigue siendo un fármaco primario de elección para combatir las infecciones por GAS. Pero la tasa de fracasos del tratamiento con penicilina ha aumentado a casi el 40% en ciertas regiones del mundo ". Debido a la alta prevalencia de infección por GAS y la disminucióneficacia del conjunto disponible de contramedidas, es fundamental investigar enfoques alternativos contra la infección por GAS ", dice González.
Un enfoque alternativo es desarrollar nuevas terapias anti-virulencia. Para evitar el aclaramiento inmune, GAS expresa una amplia variedad de moléculas llamadas factores de virulencia para facilitar la supervivencia durante la infección. Pero la función de muchas de estas proteínas sigue siendo desconocida, lo que dificulta el desarrollo deintervenciones farmacológicas alternativas para combatir la resistencia generalizada a los antibióticos.
Para abordar esta brecha en el conocimiento, González y los coprimeros autores Igor Wierzbicki y Anaamika Campeau de la Universidad de California, San Diego, utilizaron una técnica basada en nanotecnología llamada virulómica biomimética para identificar proteínas secretadas por GAS y unirse al rojocélulas sanguíneas. Este enfoque reveló una proteína previamente no caracterizada, que los investigadores llamaron proteína S, porque este tipo de proteína se limita a los miembros del género Streptococcus.
Los investigadores encontraron que una cepa bacteriana mutante que carecía de proteína S era menos capaz de crecer en la sangre humana y menos capaz de unirse a los glóbulos rojos, en comparación con la cepa no mutada. La cepa mutante también se capturó y mató más fácilmentepor las células inmunes fagocíticas llamadas macrófagos y neutrófilos. Además, la ausencia de proteína S modificó enormemente el panorama de proteínas bacterianas, disminuyendo la abundancia de muchos factores de virulencia conocidos.
Además, los ratones infectados con células GAS recubiertas con glóbulos rojos mostraron una tasa de mortalidad del 90%, en comparación con el 40% de los ratones infectados con células GAS no recubiertas. La infección con células GAS recubiertas también causó una disminución más rápida del peso corporal ".Los resultados sugieren que la proteína S coopta las membranas de los glóbulos rojos para la imitación molecular, o la imitación de las moléculas del huésped, para evadir la respuesta inmune ", dice González.
Experimentos adicionales mostraron que la infección con GAS causó una disminución progresiva en el peso corporal de los ratones y una tasa de mortalidad del 90%. Por el contrario, todos los ratones infectados con GAS mutante que carecían de proteína S sobrevivieron a la infección, y su peso corporal se estabilizó y permaneció constante después deun ligero descenso inicial. La infección con GAS mutante también resultó en una menor concentración de bacterias en el torrente sanguíneo y los órganos, y promovió una respuesta inmune robusta y memoria inmunológica.
"En conjunto, los resultados sugieren que la inactivación de la función de la proteína S hace que el GAS sea vulnerable a la inmunidad del huésped", dice González. "La proteína S influye en la virulencia al capturar las membranas de los glóbulos rojos lisados para ocultar la superficie de la célula bacteriana, lo que permite que las bacterias eviteninmunidad del huésped. Este novedoso mecanismo de evasión puede ser el objetivo de las terapias antiestreptocócicas ".
Actualmente, González y su equipo están examinando el mecanismo por el cual la proteína S se une a los glóbulos rojos. También están estudiando el papel que desempeña la proteína S en otros patógenos humanos importantes, como Streptococcus pneumoniae, que causa neumonía y otras enfermedades, comoasí como Streptococcus del Grupo B o S. agalactiae, una bacteria que es una causa común de infecciones graves en los recién nacidos durante la primera semana de vida.
"En última instancia, los hallazgos podrían conducir al desarrollo de una nueva vacuna candidata", dice González. "Debido a sus funciones fundamentales en la patogénesis y la evasión inmune, y su naturaleza conservada en estreptococos, la proteína S muestra un potencial clínico prometedor como objetivo"para el desarrollo de intervenciones farmacológicas contra la virulencia ".
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