Un equipo de investigadores del Instituto de Bioenginyeria de Cataluña (IBEC) descubre que las cepas de la bacteria Pseudomonas aeruginosa aisladas a partir de los pacientes son más persistentes que los troncos de laboratorio y propone un mecanismo molecular para explicar la supervivencia intracelular.
El estudio publicado en la revista Virulence, descubre que la enzima *ribonucleótido *reductasa (*RNR) de clase II tiene un papel clave en las frecuentes reinfecciones pulmonares que se dan, por ejemplo, en los pacientes con fibrosis quística.
La bacteria Pseudomonas aeruginosa posee una gran plasticidad genómica que le permite adaptarse a vivir en entornos muy variados, provocando infecciones en diferentes órganos. Entre ellos, los pulmones, a los cuales afecta especialmente tanto en forma de neumonía aguda como crónica. La cronificidad, entre otros factores, se relaciona, además, con su capacidad para introducirse en las células epiteliales pulmonares y esconderse dentro de ellas, evadiendo el sistema inmunológico de los pacientes y permaneciendo latente a lo largo del tiempo, esperando las condiciones idóneas para reinfectar al paciente.
Ahora, un estudio liderado por el Dr. Eduard Torrents, investigador principal del IBEC y profesor de la Universitat de Barcelona al Departamento de Genética, Microbiología y Estadística, y la Dra. Maria del Mar Ceniza, también investigadora del IBEC, ha encontrado variaciones en la capacidad de llevar a cabo de manera efectiva la invasión intracelular entre diferentes troncos de la bacteria. «Hemos detectado diferencias en la persistencia dentro de la célula entre troncos de laboratorio y otros troncos procedentes de esputos de enfermos de fibrosis quística y también según el tipo de célula epitelial infectada: alveolar, bronquial o afectada por la mutación que se encuentra en los enfermos con fibrosis quística «, explica el Dr. Torrents.
Los troncos clínicos de P. aeruginosa utilizadas en el estudio del IBEC tuvieron una mayor capacidad para la invasión y la persistencia que las de troncos de laboratorio. Estas diferencias indican que los troncos de laboratorio no resultan buenos modelos para replicar las infecciones bacterianas in vivo. «Las bacterias son muy versátiles y se adaptan muy rápidamente al ambiente. Por lo tanto, es muy importante utilizar cepas adecuadas para estudiar fenotipos concretos. Si no, los resultados podrían ser no extrapolables. Cada vez hay más estudios que utilizan troncos clínicos para estudiar modelos infectivos «.
Con este trabajo, publicado en la prestigiosa revista médica Virulence, los investigadores han identificado, además, un mecanismo que permitiría entender por qué unos troncos son más capaces de sobrevivir intracelularmente que otros. El Dr. Torrents comenta: «Hemos detectado que la enzima ribonucleótido reductasa (*RNR) de clase II está altamente expresada en estas condiciones de persistencia. Por lo tanto, tiene un papel crítico en el mantenimiento de la viabilidad de P. aeruginosa durante su periodo intracelular «. Esta enzima proporciona a la bacteria a los desoxiribonucleótidos requeridos para poder replicarse y sobrevivir dentro de las células epiteliales pulmonares, causando las reinfecciones que agravian, por ejemplo, enfermedades como la fibrosis quística o enfermedad obstructiva crónica (MPOC).
Este descubrimiento podría ayudar a desarrollar medicamentos para evitar las recurrencias en las infecciones pulmonares. «Un fármaco contra esta nueva diana antimicrobiana, la *RNR de clase II, podría ser útil para inhibir a la bacteria durante su persistencia intracelular», explica el Dr. Torrents. «Además, como los humanos no tenemos esta enzima, sería una terapia muy selectiva, lo cual es muy bueno».
Por otro lado, este enfoque terapéutico podría servir para infecciones causadas por P. aeruginosa en otros órganos: «Recientemente en nuestro laboratorio hemos visto que la *RNR de clase II está muy expresada durante la formación de biofilms. Esto nos lleva a pensar que podría no estar restringida a las infecciones pulmonares causadas por esta bacteria cuando infecta intracelularmente «.
Queda todavía para saber si un hipotético fármaco contra la enzima podría servir para luchar contra otras infecciones intracelulares. «El mundo de las *RNR es muy complejo, no todas las bacterias expresan las mismas *RNR y las que lo hacen suelen variar mucho en secuencia y estructura. Dependiendo del mecanismo de acción del fármaco y de si la bacteria en cuestión comparta la expresión de esta *RNR, quizás podría ser posible el desarrollo de terapias contra otros patógenos «, concluye el Dr. Torrents.
Artículo de referencia: Maria del Mar Ceniza y Eduard Torrents. «Differential adaptability between reference strains and clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa into the lung epithelium intracellular lifestyle». Virulence, 2020
Para mayor información y petición de entrevista con los investigadores, dirigíos por favor a: alopez@ibecbarcelona.eu