Descrit un nou mecanisme de regulació de les comunitats bacterianes
La resistència als antibiòtics és un problema greu per a la salut global, ja que redueix lʼeficàcia dʼaquests fàrmacs enfront les malalties. Investigadors de la Universitat de Barcelona han descobert un nou mecanisme que podria servir com a diana terapèutica contra els bacteris resistents. Lʼarticle, publicat a la revista científica Nature Communications, descriu com la proteïna TomB, que actua com una antitoxina, destrueix una altra proteïna que quan és massa abundant és tòxica per als bacteris. El nou sistema està implicat en la regulació dels biofilms, comunitats de bacteris que participen en el 80 % de les infeccions bacterianes en humans i que confereixen resistència als antibiòtics. Segons els investigadors, inhibir aquest mecanisme podria ajudar a frenar aquesta resistència.
La resistència als antibiòtics és un problema greu per a la salut global, ja que redueix lʼeficàcia dʼaquests fàrmacs enfront les malalties. Investigadors de la Universitat de Barcelona han descobert un nou mecanisme que podria servir com a diana terapèutica contra els bacteris resistents. Lʼarticle, publicat a la revista científica Nature Communications, descriu com la proteïna TomB, que actua com una antitoxina, destrueix una altra proteïna que quan és massa abundant és tòxica per als bacteris. El nou sistema està implicat en la regulació dels biofilms, comunitats de bacteris que participen en el 80 % de les infeccions bacterianes en humans i que confereixen resistència als antibiòtics. Segons els investigadors, inhibir aquest mecanisme podria ajudar a frenar aquesta resistència.
El treball ha estat liderat per Miquel Pons, catedràtic de Química Orgànica i director del Grup de Recerca de Ressonància Magnètica Nuclear de Biomolècules (BioNMR), adscrit al Departament de Química Inorgànica i Orgànica de la Universitat de Barcelona. També hi han participat investigadors de lʼInstitut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), la Universitat Estatal de Pennsilvània i la Universitat de Göteborg.
Els sistemes toxina-antitoxina són mecanismes comuns de regulació de les comunitats bacterianes. Habitualment, lʼantitoxina està unida a la toxina i així nʼevita la toxicitat. En determinades condicions, lʼantitoxina es destrueix i la toxina actua aturant el creixement o matant el bacteri. «El sistema que hem descobert actua per un mecanisme totalment diferent: la toxina només és tòxica quan nʼaugmenta la concentració, i només ho és per als bacteris que no tenen accés a lʼaire, ja que lʼantitoxina utilitza lʼaire per destruir la toxina», explica Oriol Marimón, investigador del grup BioNMR i primer autor de lʼarticle.
Una toxina que protegeix els bacteris
Aquest mecanisme està implicat en la regulació dels biofilms, comunitats bacterianes enganxades a superfícies que són molt resistents a agents externs, incloent-hi els antibiòtics. «La capa de cèl·lules més superficial està en contacte amb lʼaire i està protegida per lʼantitoxina, però a lʼinterior del biofilm els bacteris no tenen accés a lʼaire. Per tant, la toxina actua i crea canals per on la resta de la comunitat pot tenir accés a nutrients i oxigen i, a més, permet la sortida de bacteris, que es poden estendre i colonitzar noves zones», descriu Miquel Pons.
Segons els investigadors, la inhibició de lʼantitoxina podria fer que «la mateixa toxina, en comptes de facilitar lʼextensió del biofilm, en provoqués la destrucció i, per tant, es podria desenvolupar com una nova diana terapèutica per pal·liar el problema de la resistència als antibiòtics».
Recerca en proteïnes associades al càncer
Lʼestudi sʼha centrat en proteïnes dʼEscherichia coli i Yersinia, però aquest sistema de regulació també està present en altres microorganismes, molts dʼells patògens. «El mecanisme químic pel qual lʼantitoxina utilitza directament lʼoxigen de lʼaire encara és desconegut, però estudiar-lo podria ajudar a descobrir-ne altres exemples en altres àmbits relacionats amb la salut humana. Nosaltres ho estem investigant en proteïnes associades al càncer, que és una altra de les nostres línies de recerca actuals», conclou Miquel Pons.
Referència de lʼarticle:
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., i Pons, M. «An oxygen-sensitive toxin-antitoxin system». Nature Communications, desembre de 2016. Doi: 10.1038/NCOMMS13634