El desplazamiento se convierte así en una condición esencial para la supervivencia de determinadas bacterias y, para ello, necesitan disponer de una estructura imprescindible, el flagelo, una perfecta y pequeña máquina molecular compuesta de varias partes que interactúan y contribuyen a la función básica, donde eliminar alguna de ellas interrumpiría las funciones de ese sistema.

Estudiar cómo se comportan y funcionan las bacterias es determinante para conocer los numerosos procesos fundamentales para la vida en los que participan. Por ello, un grupo de investigación del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD) ha establecido un modelo innovador que explica cómo las bacterias leen y ejecutan el manual para construir el flagelo, estructura esencial que permite que estas se desplacen. El estudio, liderado por Fernando Govantes, investigador del Área de Microbiología de la Universidad Pablo de Olavide, ha sido publicado recientemente en la revista Environmental Microbiology.

“Llevamos más de una década investigando la movilidad bacteriana utilizando como organismo modelo Pseudomonas putida, una bacteria de gran interés en biotecnología ambiental y agricultura, ya que se asocia a las raíces de las plantas y promueve su crecimiento, a la vez que las protege de posibles patógenos”, afirma Fernando Govantes, investigador de la UPO y responsable del grupo ‘Genética del desarrollo de biofilms bacterianos’ del CABD, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad Pablo de Olavide y la Junta de Andalucía.

En este trabajo, el equipo ha combinado por primera vez datos de secuenciación, análisis computacionales de la conservación y organización de los genes flagelares entre distintas especies de Pseudomonas y trabajo experimental, para explicar de manera realista en qué orden se ejecutan todas estas instrucciones para construir los flagelos bacterianos. El modelo simplista que la comunidad científica asumía hasta ahora se basaba en que los genes flagelares se expresan por grupos muy definidos en 3-4 oleadas de manera secuencial: serían los saltos de la cascada.

Primero se expresan las proteínas que dan la orden a la célula para empezar a construir el flagelo. Estas proteínas se encargan de hacer que se exprese el núcleo central de la máquina que se inserta dentro de la pared celular. Más tarde, otras dan la orden para construir el filamento que se extiende hacia afuera de la bacteria.

“Sin embargo, con la estrategia que hemos seguido integrando resultados de análisis diferentes, hemos descubierto en P. putida que la realidad es mucho más compleja: no solo existen estos saltos en la cascada, sino que nos encontramos con un segundo nivel de regulación superpuesto: proteínas que ordenan la construcción de las últimas piezas de la máquina también ordenan que se fabriquen más piezas de las iniciales. Además, cuando se escriben las instrucciones para hacer el filamento, se escriben a la vez las que hacen que la célula vuelva a iniciar la síntesis del flagelo desde el principio”, explica Fernando Govantes.

“La gran conservación entre diferentes especies bacterianas sobre cómo se organizan estos bloques de instrucciones en el genoma y las secuencias de ADN que reconocen las proteínas que las ejecutan, nos indica que esta nueva forma de concebir la cascada flagelar se aplica, como mínimo, al resto de especies de Pseudomonas que habitan en suelos y sobre las superficies de las plantas”, concluye Fernando Govantes.

marzo 18/2022 (Dicyt)

Nuevo estudio del Instituto de Investigación Scripps (TSRI), en Estados Unidos, que se publica en Journal of the American Chemical Society,  explora una enzima bacteriana que podría ser utilizada como un candidato a fármaco para ayudar a las personas a dejar de fumar. La investigación demuestra que esta enzima puede ser recreada en entornos de laboratorio y posee una serie de características prometedoras para el desarrollo de fármacos.

Kim Janda, del Instituto de Biología Química Skaggs en el TSRI, explicó que la «investigación está en la fase temprana del proceso de desarrollo de fármacos, pero el estudio nos dice que la enzima tiene las propiedades adecuadas para convertirse, finalmente, en un agente terapéutico exitoso».

Los hallazgos ofrecerían una posible alternativa a las ayudas actuales para dejar de fumar, que fallan en al menos un 80 –  90 %  de los fumadores. La idea de una terapia con esta enzima sería buscar y destruir la nicotina antes de que alcance el cerebro, privando al individuo de la recompensa de la nicotina y evitando que se pueda desencadenar una recaída en el tabaquismo.

Resultados experimentales

Durante más de 30 años, Janda y sus compañeros se han esforzado para crear una enzima en el laboratorio; sin embargo recientemente se toparon con una enzima potencial que se encuentra en la naturaleza, la NicA2 de la bacteria conocida como Pseudomonas putida. Resulta que esta bacteria consume nicotina como su única fuente de carbono y nitrógeno.

El equipo de investigación caracterizó la enzima responsable de la degradación de la nicotina y probó su utilidad potencial como agente terapéutico. En primer lugar, combinaron suero de ratones con una dosis de nicotina equivalente a un cigarrillo. Cuando incorporaron la enzima, la vida media de la nicotina se redujo de 2 a 3 horas a sólo entre 9 y 15 minutos. Una dosis más alta de la enzima con unas pocas modificaciones químicas podría reducir aún más la vida media de la nicotina y evitar que llegue al cerebro. A continuación, los investigadores sometieron la enzima a una serie de pruebas para determinar su viabilidad como candidato de fármaco.

Los resultados fueron alentadores. La enzima se mantuvo estable en el laboratorio durante más de tres semanas a 98 grados Fahrenheit, lo cual, según Janda, fue «bastante notable».

Por su parte, Song Xue, del TSRI, aseguró que «la enzima también es relativamente estable en el suero, algo que es importante para un candidato terapéutico. Esperamos poder mejorar su estabilidad en suero con nuestros futuros estudios, de modo que una sola inyección pueda durar hasta un mes».

agosto 21 / 2015 (Diario Médico)