26 de marzo de 2020

Un descubrimiento del patógeno de la tuberculosis cambia la actual comprensión de la fisiología bacteriana

Un descubrimiento del patógeno de la tuberculosis cambia la actual comprensión de la fisiología bacteriana
Transportador de vitamina B12 - GREG STEWART/SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY

MADRID, 26 Mar. (EUROPA PRESS) -

Los investigadores han hecho un descubrimiento en el patógeno humano 'Mycobacterium tuberculosis' que cambia la actual comprensión de la fisiología bacteriana, según publican este miércoles en la revista 'Nature'.

Mediante imágenes de microscopía crioelectrónica han comprobado que una proteína de transporte utilizada por el patógeno humano de la tuberculosis para importar vitamina B12 es muy diferente de otras proteínas de transporte ya que contiene una enorme cavidad llena de agua, en la cual las sustancias hidrofílicas son transportadas a través de la membrana celular.

La bacteria de la tuberculosis tiene todos los genes necesarios para producir vitamina B12 pero, por alguna razón, aún necesita importar esta vitamina para una división celular exitosa. Para hacerlo, utiliza una proteína de transporte que forma parte de una gran familia de transportadores de casete de unión a ATP (ABC).

Curiosamente, el transportador de vitamina B12 también está implicado en el transporte de péptidos antimicrobianos como la bleomicina. "Y es muy extraño tener un solo transportador para dos tipos muy diferentes de moléculas", explica el profesor de bioquímica de la Universidad de Groninga Dirk Slotboom.

Slotboom y su equipo, junto con su colega Albert Guskov, se propusieron dilucidar la estructura proteica del transportador enigmático. "Este fue un proceso largo, pero finalmente lo resolvimos usando microscopía crioelectrónica", añade Slotboom. Esto se realizó en el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC, en Estados Unidos.

La estructura reveló una gran sorpresa: una cavidad llena de agua que se extiende por toda la membrana celular de 7.700 Angstrom cúbicos. "Eso es tan grande como siete moléculas de vitamina B12", precisa.

Esta cavidad parece simplemente transportar agua junto con cualquier sustancia que pueda haber en ella. "Se podría comparar con una compuerta", explica Slotboom.

El sistema de transporte no selectivo es totalmente diferente de los transportadores conocidos. "Como tal, cambia la forma en que vemos la fisiología de las bacterias. Hay fuertes indicios de que otras especies bacterianas tienen un sistema similar, lo que significa que recogen moléculas aleatorias de su entorno", añade.

También ofrece una perspectiva interesante sobre el tratamiento de la tuberculosis: "Si pudiéramos estimular la actividad de este transportador, podría importar antibióticos de manera más eficiente, facilitando la eliminación de estas células. Sin embargo, nos dimos cuenta de que esto puede no ser sencillo, ya que la bacteria utiliza estrategias efectivas para evitar la entrada de antibióticos".

El siguiente paso es descubrir cómo funciona el transportador. "Esperamos que dentro de la célula, la esclusa se vacíe uniendo e hidrolizando ATP. Pero no sabemos cómo se abre en el exterior, para dejar entrar nuevas moléculas", prosigue.

La proteína de transporte es un dímero y las dos mitades parecen sobresalir por fuera, donde de alguna manera pueden abrirse para dejar entrar carga fresca. "Tal vez podamos encontrar una manera de aflojar esta tapa y dejar que entren más antibióticos", aventura.

También hay una clara posibilidad de que un transportador de tipo esclusa similar esté presente en las células humanas, según Slotboom. "En nuestros intestinos, la vitamina B12 se une primero a un péptido llamado factor intrínseco y luego es absorbido por las células epiteliales. Termina en lisosomas, vesículas llenas de enzimas, donde el factor intrínseco se degrada. Luego, la vitamina B12 es liberada del lisosoma a las células. Sospecho que esto implica un transportador no específico similar", concluye.

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