UNIVERSIDAD DE BARCELONA

· Este sistema podría servir como diana terapéutica contra las bacterias resistentes a los antibióticos

La resistencia a los antibióticos es un problema grave para la salud global, ya que reduce la eficacia de estos fármacos frente a las enfermedades. Investigadores de la Universidad de Barcelona han descubierto un nuevo mecanismo que podría servir como diana terapéutica contra las bacterias resistentes. Este hallazgo se ha publicado en la revista científica Nature Communications, en un artículo que describe cómo la proteína TomB, que actúa como una antitoxina, destruye otra proteína que es tóxica para las bacterias cuando es demasiado abundante. El nuevo sistema está implicado en la regulación de los biofilms, comunidades de bacterias que participan en el 80 % de las infecciones bacterianas en humanos y que proporcionan resistencia a los antibióticos. Según los investigadores, inhibir este mecanismo podría ayudar a frenar esa resistencia.

El trabajo ha sido liderado por Miquel Pons, catedrático de Química Orgánica y director del Grupo de Investigación de Resonancia Magnética Nuclear de Biomoléculas (BioNMR), adscrito al Departamento de Química Inorgánica y Orgánica de la Universidad de Barcelona. También han participado en él investigadores del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), la Universidad Estatal de Pensilvania y la Universidad de Gotemburgo.

Los sistemas toxina-antitoxina son mecanismos comunes de regulación de las comunidades bacterianas. Habitualmente, la antitoxina está unida a la toxina y así evita la toxicidad. En determinadas condiciones, la antitoxina se destruye y la toxina actúa deteniendo el crecimiento o matando a la bacteria. «El sistema que hemos descubierto actúa por un mecanismo totalmente distinto: la toxina solo es tóxica cuando aumenta su concentración, y solo lo es para las bacterias que no tienen acceso al aire, ya que la antitoxina utiliza el aire para destruir a la toxina», explica Oriol Marimón, investigador del grupo BioNMR y primer autor del artículo.

Una toxina que protege las bacterias

Este mecanismo está implicado en la regulación de los biofilms, comunidades bacterianas pegadas a superficies que son muy resistentes a agentes externos, incluidos los antibióticos. «La capa de células más superficial está en contacto con el aire y está protegida por la antitoxina, pero en el interior del biofilm las bacterias no tienen acceso al aire. Por tanto, la toxina actúa y crea canales por donde el resto de la comunidad puede tener acceso a nutrientes y oxígeno y, además, permite la salida de bacterias, que pueden extenderse y colonizar nuevas zonas», describe Miquel Pons.

Según los investigadores, la inhibición de la antitoxina podría hacer que «la misma toxina, en vez de facilitar la extensión del biofilm, provocara su destrucción y, por tanto, se podría desarrollar como una nueva diana terapéutica para paliar el problema de la resistencia a los antibióticos».

Investigación en proteínas asociadas al cáncer

El estudio se ha centrado en proteínas de Escherichia coli y Yersinia, pero este sistema de regulación también está presente en otros microorganismos, muchos de ellos patógenos. «El mecanismo químico por el que la antitoxina utiliza directamente el oxígeno del aire aún es desconocido, pero estudiarlo podría ayudar a descubrir otros ejemplos en otros ámbitos relacionados con la salud humana. Nosotros lo estamos investigando en proteínas asociadas al cáncer, que es otra de nuestras líneas de investigación actuales», concluye Miquel Pons.

Referencia del artículo:

Marimón, O.; Teixeira, J. M. C.; Cordeiro, T. N.; Soo, V. W. C.; Wood, T. L.; Mayzel, M.; Amata, I.; García, J.; Morera, A.; Gay, M.; Vilaseca, M.; Orekhov, V. Y.; Wood, T. K., y Pons, M. «An oxygen-sensitive toxin–antitoxin system». Nature Communications, Diciembre de 2016. Doi: 10.1038/NCOMMS13634