Los científicos de la Escuela de Medicina Icahn de Mount Sinai han descubierto una nueva forma de controlar las infecciones bacterianas. Los resultados de la investigación se presentaron en la revista Nature Structural & Molecular Biology, publicada en línea el 6 de febrero.
El equipo de investigación ha encontrado una manera de activar un importante mecanismo de defensa bacteriana para combatir y controlar las infecciones bacterianas. Este sistema de defensa, llamado sistema de señalización antifago basado en oligonucleótidos cíclicos (CBASS), es un mecanismo natural utilizado por algunas bacterias para protegerse del ataque viral. Las bacterias evitan que el virus se propague a otras células bacterianas de la población mediante la autodestrucción.
"Queríamos observar cómo se activa el sistema de autodestrucción bacteriana CBASS y si podría explotarse para limitar la infección bacteriana", dijo el coautor Aneel Aggarwal, Ph.D., profesor de farmacología en el Hospital Icahn Mount Sinai. "Esta es una nueva forma de abordar las infecciones bacterianas, que son un problema importante en hospitales y otros entornos. Encontrar nuevas herramientas para combatir la resistencia a los antibióticos es fundamental. En la guerra contra las superbacterias, debemos continuar innovando y ampliando nuestro conjunto de herramientas para combatir la resistencia en evolución".
Según un informe de 2019 de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, cada año se producen en Estados Unidos más de 2,8 millones de infecciones resistentes a los antimicrobianos y más de 35.000 personas mueren a causa de ellas.
Como parte del experimento, los investigadores utilizaron análisis estructurales y varios ensayos biofísicos, bioquímicos y celulares para investigar cómo se activa Cap5, o proteína 5 asociada a CBASS, para degradar el ADN y cómo se puede aprovechar para controlar infecciones bacterianas. Cap5 es una proteína clave que se activa mediante nucleótidos cíclicos (pequeñas moléculas de señalización) para dañar el propio ADN de la célula bacteriana.
"En nuestro estudio, identificamos por primera vez cuál de muchos nucleótidos cíclicos activa Cap5, el efector del sistema CBASS", dijo la coautora Olga Rechkoblit, Ph.D., profesora asistente de farmacología en la Universidad Mount Sinai en Ikan. "Después de resolver esto, observamos más de cerca la estructura de Cap5 cuando se une a estas pequeñas moléculas de señalización. Luego, con la ayuda experta de la Dra. Daniela Sciaky, investigadora del Hospital Icahn Mount Sinai, demostramos que al agregar estas moléculas especiales al entorno de la bacteria, estas moléculas podrían usarse potencialmente para destruir la bacteria".
Los investigadores descubrieron que determinar la estructura de Cap5 utilizando nucleótidos cíclicos era un desafío técnico que requería la experiencia de Dale F. Kreitler, Ph.D., científico de la línea de luz AMX en el Laboratorio Nacional Brookhaven. Los investigadores lograron esto utilizando radiación de rayos X sincrotrón microenfocada en las mismas instalaciones. La radiación de rayos X sincrotrón microenfocada es un tipo de radiación de rayos X que no solo se produce utilizando un tipo específico de acelerador de partículas (un sincrotrón), sino que también se concentra o enfoca cuidadosamente en un área pequeña para permitir imágenes o análisis más detallados.
A continuación, los investigadores explorarán cómo se aplican sus hallazgos a otros tipos de bacterias y evaluarán si su enfoque podría usarse para controlar infecciones causadas por una variedad de bacterias dañinas.
Fuente compilada: ScitechDaily