El citoesqueleto actúa como un guardián de las células contra las bacterias
Los investigadores han descubierto una función hasta ahora desconocida de las septinas en la defensa de las células contra peligrosos patógenos hospitalarios
Las Pseudomonas aeruginosa (P.a.) son resistentes a la mayoría de los antibióticos y causan infecciones potencialmente mortales en las heridas o los pulmones. La especie de bacteria P . a. dispone de todo un arsenal de estrategias para evadir el sistema inmunitario e infectar los tejidos. Los investigadores que trabajan con el Prof. Dr. Winfried Römer y el Dr. Carsten Schwan de la Universidad de Friburgo y el Cluster de Excelencia CIBSS -Centro de Estudios de Señalización Biológica Integrativa- han identificado un mecanismo de defensa natural hasta ahora desconocido que protege a las células de la infección por Pseudomonas. El estudio se ha publicado en Cell Reports.
Combinación de dos imágenes de microscopía de fluorescencia de la bacteria Pseudomonas aeruginosa (verde) infectando células humanas. Las moléculas de septina en el interior de las células (magenta) se acumulan al entrar en contacto con las bacterias.
Carsten Schwan/University of Freiburg
Las Pseudomonas aeruginosa también entran en las células de forma selectiva
Rodeado de nutrientes y sin ser detectado por el sistema inmunitario, el interior de una célula es el lugar ideal para que las bacterias patógenas se reproduzcan. Sin embargo, durante mucho tiempo se pensó que existían en su mayor parte fuera de las células. "Ahora está claro que el panorama es más complejo y que las bacterias se dirigen a las células en las que penetran", explica Römer. Con la ayuda de la microscopía de imágenes de células vivas, esto puede observarse en el laboratorio. Las bacterias se acercan a la célula y hacen hendiduras en su membrana hasta que la engullen por completo.
Las Pseudomonas provocan la hendidura de la membrana de la célula mediante la unión del factor de virulencia LecA a moléculas de azúcar en la superficie de la membrana. Las proteínas que se unen a los azúcares son comunes en el mundo natural y también se observan en otras bacterias y virus. La fuerte unión de la bacteria y las células del huésped hace que la membrana celular se cierre como una cremallera alrededor de la bacteria, un proceso que el grupo de trabajo de Römer lleva examinando desde hace tiempo.
"Ahora nos hemos centrado intencionadamente en el papel que desempeñan las septinas en la infección por Pseudomonas ", dice Schwan, describiendo el objetivo del estudio actual. "Se sabe de otras bacterias que manipulan las septinas de las células del huésped y pueden aprovecharlas para facilitar su penetración. Pero al mismo tiempo, las septinas también pueden encapsular bacterias que ya han penetrado e inducir su liquidación, por lo que tienen una función ambivalente en las infecciones", continúa Schwan. Las septinas forman parte del citoesqueleto y son un elemento estructural clave, similar a un andamio modular que se puede montar y desmontar con flexibilidad. También suelen desempeñar un papel precisamente cuando se trata de membranas curvas.
La unión de LecA es suficiente para inducir la acumulación de septinas
En su último estudio, los investigadores utilizaron células pulmonares humanas que infectaron con Pseudomonas aeruginosa en el laboratorio. Comprobaron que la adhesión de la bacteria provocaba la acumulación de septinas en el lugar en unos segundos o minutos. Si las bacterias no lograban penetrar, la acumulación volvía a disolverse rápidamente. Los investigadores también pudieron observar este efecto cuando, en lugar de bacterias, se administraron a las células pequeñas perlas de polímero recubiertas de LecA. Esto demostró que la unión a través de LecA era suficiente para inducir la acumulación de septina.
"Esperábamos que las Pseudomonas quisieran esta acumulación de septinas y que les ayudara durante la infección, al igual que a otros tipos de bacterias", añade Schwan. En cambio, descubrieron que el doble de bacterias podían penetrar cuando los investigadores eliminaron algunas de las septinas. "Al principio nos sorprendieron los resultados, pero ahora pensamos que no es sólo un caso aislado. Podría ser que las septinas también desempeñen un papel protector con muchos otros patógenos", concluye.
Una base para desarrollar fármacos para tratar las bacterias resistentes a los antibióticos
Los investigadores pudieron medir la fuerza de la barrera de septinas en otros experimentos. Para ello, fijaron el modelo bacteriano mínimo al voladizo de un microscopio de fuerza atómica (AFM), que permite medir como fuerza las hendiduras y resistencias más pequeñas de las superficies. Los investigadores descubrieron que la membrana celular era claramente más rígida a nivel local cuando las perlas de polímero estaban recubiertas de LecA y septina acumulada.
"Es un efecto enorme si se tiene en cuenta que durante el proceso de infección intervienen muchas moléculas diferentes. Para que una intervención tenga un impacto tan grande, a menudo hay que inhibir varios factores, porque de lo contrario se producen compensaciones", dice Römer. Y prosigue: "Esto habla claramente de que las septinas desempeñan un papel importante en la prevención de las infecciones". Los investigadores pretenden ahora profundizar en sus investigaciones sobre las lectinas y las septinas. Un mejor conocimiento de estas proteínas podría ayudar a encontrar puntos de ataque para los fármacos diseñados para prevenir la infección por bacterias resistentes a los antibióticos.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
