Fotografían el proceso que usan las bacterias para recibir información del exterior

MADRID 2 Oct. (EUROPA PRESS) -

Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha logrado obtener las primeras imágenes del sistema que utilizan las bacterias para recibir información del exterior, durante la transmisión de señales.

Estas fotografías a nivel atómico han proporcionado a los autores un mayor

conocimiento sobre el citado sistema, casi exclusivo de estos microorganismos, que

les permite, por ejemplo, prepararse para provocar una infección o generar

resistencia a los fármacos. El trabajo, que aparece publicado en el último número de

Cell, podría ser la base para el desarrollo de nuevos antibióticos contra

enfermedades bacterianas.

La investigación ha sido desarrollada íntegramente en el Instituto de Biomedicina de

Valencia (CSIC) por los científicos Patricia Casino, Vicente Rubio y Alberto Marina.

Los autores se sirvieron de técnicas de difracción de rayos X para observar a escala

atómica la estructura de un sistema de dos componentes que, en bacterias,

transmite las señales externas al interior de la célula bacteriana. Su investigación

ofrece información suficiente para elaborar una hipótesis que explica el proceso.

"La transmisión de información entre exterior e interior aumenta la producción de

unas proteínas concretas y disminuye la de otras, a partir de los genes de la

bacteria", explica Marina.

Este mecanismo altera el funcionamiento de la bacteria, lo

que provoca, por ejemplo, que el microorganismo se adapte al medio en el que se

encuentra para, así, poder colonizarlo, como en el caso de las infecciones.

Los sistemas de dos componentes más sencillos, como el analizado, constan de dos

proteínas: una conectada con el exterior, la histidina quinasa (HK), y otra interior

llamada regulador de respuesta (RR). Cuando un compuesto químico determinado,

que actúa como señal, se une a HK, causa un cambio que se transmite a la parte de

la proteína que está dentro de la bacteria. Ese cambio queda reflejado en la

transferencia de un fosfato a una parte determinada de la proteína.

Después, HK y RR se unen y el fosfato pasa a RR que, entonces, se separa y migra

al cromosoma de la bacteria, donde cambia la expresión de los genes. "Es el final de

la transmisión de información y el comienzo del cambio de la bacteria. RR-F (RR con

fosfato) es un verdadero mensajero interno que lleva la señal a lo más profundo de

la célula", comenta Patricia Casino.

El sistema se repite a la inversa para liberar a RR del fosfato y que vuelva a su

estado natural, en el que puede volver a recibir señales. Los autores, en concreto,

han fotografiado los pasos de este segundo proceso. "Nuestros resultados han

aclarado cómo termina la señal, aunque también hemos obtenido información del

proceso inverso, la activación del RR por la HK", añade la investigadora.

PUERTA A NUEVOS ANTIBIÓTICOS

Las imágenes captadas por los autores explican cómo, dentro de la bacteria, cada

tipo de HK se une a un tipo determinado de RR. Este dato, según los autores, abre

la posibilidad de desarrollar sustancias que puedan unirse a estas proteínas,

impidiendo la transmisión de señales por estos sistemas en procesos tan poco

deseables como el inicio de una infección o la generación de una resistencia. "Estas

sustancias podrían ser la base de nuevos antibióticos", señala Vicente Rubio.

El trabajo ha analizado un sistema de dos componentes de la bacteria Thermotoga

maritima, que no causa enfermedades conocidas, pero sus conclusiones pueden

extrapolarse a bacterias patógenas. "En el estudio, también observamos un

comportamiento similar en estafilococos, bacterias causantes de diversas patologías

humanas, desde el forúnculo hasta la septicemia o la neumonía infantil. Con

frecuencia, estas bacterias presentan resistencias a muchos de los antibióticos

conocidos", concluye el científico del CSIC.