Un equip d’investigadors de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) descobreix que els ceps del bacteri Pseudomonas aeruginosa aïllades a partir dels pacients són més persistents que les soques de laboratori i proposa un mecanisme molecular per explicar la supervivència intracel·lular.
L’estudi publicat a la revista Virulence, descobreix que l’enzim ribonucleótido reductasa (RNR) de classe II té un paper clau en les freqüents reinfeccions pulmonars que es donen, per exemple, en els pacients amb fibrosi quística.
El bacteri Pseudomonas aeruginosa posseeix una gran plasticitat genòmica que li permet adaptar-se a viure en entorns molt variats, provocant infeccions en diferents òrgans. Entre ells, els pulmons, als quals afecta especialment tant en forma de pneumònia aguda com crònica. La cronificidad, entre altres factors, es relaciona, a més, amb la seva capacitat per introduir-se en les cèl·lules epitelials pulmonars i amagar-se dins d’elles, evadint el sistema immunològic dels pacients i romanent latent al llarg de el temps, esperant les condicions idònies per reinfectar a l’pacient.
Ara, un estudi liderat pel Dr. Eduard Torrents, investigador principal de l’IBEC i professor de la Universitat de Barcelona al Departament de Genètica, Microbiologia i Estadística, i la Dra. Maria de la Mar Cendra, també investigadora de l’IBEC, ha trobat variacions en la capacitat de dur a terme de manera efectiva la invasió intracel·lular entre diferents soques del bacteri. “Hem detectat diferències en la persistència dins de la cèl·lula entre soques de laboratori i altres soques procedents d’esputs de malalts de fibrosi quística i també segons el tipus de cèl·lula epitelial infectada: alveolar, bronquial o afectada per la mutació que es troba en els malalts amb fibrosi quística “, explica el Dr. Torrents.
Les soques clíniques de P. aeruginosa utilitzades en l’estudi de l’IBEC van tenir una major capacitat per a la invasió i la persistència que les de soques de laboratori. Aquestes diferències indiquen que les soques de laboratori no resulten bons models per replicar les infeccions bacterianes in vivo. “Els bacteris són molt versàtils i s’adapten molt ràpidament a l’ambient. Per tant, és molt important utilitzar ceps adequades per estudiar fenotips concrets. Si no, els resultats podrien ser no extrapolables. Cada vegada hi ha més estudis que utilitzen soques clíniques per estudiar models infectius “.
Amb aquest treball, publicat a la prestigiosa revista mèdica Virulence, els investigadors han identificat, a més, un mecanisme que permetria entendre per què unes soques són més capaços de sobreviure intracel·lularment que d’altres. El Dr. Torrents comenta: “Hem detectat que l’enzim ribonucleótido reductasa (RNR) de classe II està altament expressada en aquestes condicions de persistència. Per tant, té un paper crític en el manteniment de la viabilitat de P. aeruginosa durant el seu període intracel·lular “. Aquest enzim proporciona al bacteri als desoxiribonucleótidos requerits per poder replicar-se i sobreviure dins de les cèl·lules epitelials pulmonars, causant les reinfeccions que agreugen, per exemple, malalties com la fibrosi quística o malaltia obstructiva crònica (MPOC).
Aquest descobriment podria ajudar a desenvolupar medicaments per evitar les recurrències en les infeccions pulmonars. “Un fàrmac contra aquesta nova diana antimicrobiana, la RNR de classe II, podria ser útil per inhibir al bacteri durant la seva persistència intracel·lular”, explica el Dr. Torrents. “A més, com els humans no tenim aquest enzim, seria una teràpia molt selectiva, la qual cosa és molt bo”.
D’altra banda, aquest enfocament terapèutic podria servir per a infeccions causades per P. aeruginosa en altres òrgans: “Recentment en el nostre laboratori hem vist que la RNR de classe II està molt expressada durant la formació de biofilms. Això ens porta a pensar que podria no estar restringida a les infeccions pulmonars causades per aquest bacteri quan infecta intracel·lularment “.
Queda encara per saber si un hipotètic fàrmac contra l’enzim podria servir per lluitar contra altres infeccions intracel·lulars. “El món de les RNR és molt complex, no tots els bacteris expressen les mateixes RNR i les que ho fan solen variar molt en seqüència i estructura. Depenent de l’mecanisme d’acció de l’fàrmac i de si el bacteri en qüestió comparteixi l’expressió d’aquesta RNR, potser podria ser possible el desenvolupament de teràpies contra altres patògens “, conclou el Dr. Torrents.
Article de referència: Maria de la Mar Cendra i Eduard Torrents. “Differential adaptability between reference strains and clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa into the lung epithelium intracellular lifestyle”. Virulence, 2020
Per a més informació i petició d’entrevista amb els investigadors, adreceu-vos si us plau a: alopez@ibecbarcelona.eu