Investigadores en Lund han descubierto un mecanismo de antitoxina que parece ser capaz de neutralizar cientos de toxinas diferentes y puede proteger a las bacterias contra ataques de virus. El mecanismo ha sido llamado Panacea, en honor a la diosa griega de la medicina cuyo nombre se ha convertido en sinónimo de cura universal.La comprensión de los mecanismos de las toxinas y antitoxinas bacterianas será crucial para el éxito futuro de la llamada terapia con fagos para el tratamiento de las infecciones resistentes a los antibióticos, dicen los investigadores.PNA.
Los llamados sistemas toxina-antitoxina, una especie de interruptor de encendido y apagado en muchos genomas de ADN bacteriano, se encuentran cada vez más para defender a las bacterias contra el ataque de los bacteriófagos, virus que infectan a las bacterias. La activación de las toxinas permite que las poblaciones bacterianas entren enuna especie de bloqueo que limita el crecimiento y, por lo tanto, la propagación del virus. Como tal, la comprensión de la diversidad, los mecanismos y la evolución de estos sistemas es fundamental para el éxito final de la terapia con fagos para tratar las infecciones por resistencia a los antibióticos. -- Los pares toxina-antitoxina consistende un gen que codifica una toxina que inhibe drásticamente el crecimiento bacteriano y un gen adyacente que codifica una antitoxina que contrarresta el efecto tóxico. Es como mantener una botella de veneno en un estante junto a una botella del antídoto.visto evolucionar para asociarse con nuevas toxinas o antitoxinas antes, la escala de la capacidad de neutralización vista con Panacea, la llamada hiperpromiscuidad, no tiene precedentes, eexplica la investigadora y líder del grupo Gemma Atkinson en la Universidad de Lund, quien dirigió el estudio.
El estudiante de doctorado y coautor Chayan Kumar Saha creó un programa de computadora para analizar los tipos de genes que se encuentran uno al lado del otro en los genomas bacterianos. Luego, el equipo usó esta herramienta para predecir nuevos genes de antitoxina que se encuentran junto a algunos muy potentestoxinas en las que habían trabajado anteriormente. "Nos sorprendió el descubrimiento de que un pliegue de proteína antitoxina en particular se puede encontrar en arreglos similares a toxina-antitoxina con docenas de diferentes tipos de toxinas. Muchas de estas toxinas son nuevas para la ciencia".
El otro primer autor, Tatsuaki Kurata, de la Universidad de Lund, ha confirmado experimentalmente que varios de estos sistemas son toxinas genuinas neutralizadas por los genes de antitoxinas vecinos.
El estudio muestra que lo que sabemos hasta ahora sobre la diversidad de los sistemas toxina-antitoxina probablemente sea solo la punta del iceberg, y que podría haber una variedad de sistemas similares que han pasado desapercibidos hasta ahora. -- ComoAdemás de ser importante para comprender el extraño y maravilloso mundo de la bioquímica bacteriana, el descubrimiento de nuevos sistemas toxina-antitoxina es importante para la denominada terapia con fagos contra las infecciones resistentes a los antibióticos.eliminando infecciones.
El principio de la terapia con fagos es tratar a los pacientes con cócteles de bacteriófagos virus que infectan bacterias para matar a las bacterias que causan la infección. Sin embargo, las bacterias llevan varios sistemas de defensa para protegerse de los fagos, y esto incluye toxina-antitoxinasistemas.
"Por lo tanto, la identificación de los sistemas de patógenos toxina-antitoxina puede ayudarnos en el futuro a diseñar una terapia con fagos que pueda contrarrestar esta capa de defensa", explica Gemma Atkinson.
Entonces, ¿cuál es el próximo paso de investigación?
"Ahora estamos tratando de encontrar nuevos sistemas toxina-antitoxina a escala universal y comprender su participación en la defensa de los fagos. También estamos interesados en las posibles aplicaciones biotecnológicas de los sistemas toxina-antitoxina, dado que estos sistemas pueden considerarse comointerruptores de encendido y apagado de aspectos centrales de la biología bacteriana. El conjunto completo de sistemas de toxina-antitoxina podría ser una caja de herramientas molecular para ajustar el metabolismo bacteriano y controlar los recursos de células bacterianas. Esto puede ser importante en situaciones de fabricación industrial y farmacéutica donde las bacterias se utilizan para producirmoléculas de interés".
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Lund. Original escrito por Agata Garpenlind. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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