martes, 28 de febrero de 2012

Los priones siguen siendo un problema: el tejido linfoide es más eficaz para transmitir los priones de una especie a otra


Los priones son proteínas patógenas que causan enfermedades neurodegenerativas en humanos y en animales. Son los responsables de las denominadas encefalopatías espongiformes transmisibles, como la encefalopatía espongiforme bovina (EEB, la famosa "enfermedad de las vacas locas") o la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (ECJ) en humanos, un tipo de enfermedades que siempre son fatales.

La forma infecciosa de la proteína prion tiene alterada su estructura y se pliega de manera incorrecta. Cuando un prion infeccioso (PrPsc) entra en un organismo sano interacciona con la proteína prion normal (PrPc) que  existente en el organismo, y la modifica cambiando su estructura  convirtiéndola en prion infeccioso. Esto provoca una reacción en cadena que produce grandes cantidades de la proteína prion infecciosa que se acumula y causa la enfermedad (dibujos originales de Heber Longás).

How prions arise

 

Los priones pueden pasar de una especie animal a otra. En 1996 se detectaron casos de una variante de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob en humanos causada por la exposición a la encefalopatía espongiforme bovina. Aunque en un principio esto creó una gran alarma sanitaria y social, afortunadamente la transmisión de la enfermedad de la vacas al hombre no ha sido tan importante. De hecho, los priones pueden pasar de una especie a otra pero con mucha dificultad y de forma muy poco eficaz. Un fenómeno que se conoce como efecto barrera entre especies.

Sin embargo, ahora un grupo de investigadores han publicado en Science un trabajo en el que comparan la habilidad de distintos tejidos del cuerpo para transmitir los priones entre diferentes especies animales. Para ello, han trabajado con ratones transgénicos que expresan las proteínas priónicas ovinas y humanas, y han comparado la capacidad de su tejido linfoide (el bazo, los ganglios, las amígdalas, …) y del cerebro para replicar y transmitir los priones. Los experimentos con priones, además de complejos, requieren largos tiempos de incubación, en algunos casos tuvieron que esperan 600 días. Los resultados demuestran que el tejido linfoide es más eficaz que el cerebral para transmitir los priones de una especie a otra. Con ello demuestran que la barrera entre especies (o la eficacia de transmitir los priones) depende del tipo de tejido infectado.

Todos los estudios anteriores sobre transmisibilidad de los priones entre especies se han hecho con tejido cerebral, por ello este trabajo podría tener impacto en las estimaciones del número de portadores de las enfermedades priónicas.

Facilitated Cross-Species Transmission of Prions in Extraneural Tissue. V. Béringue, et al. 2012. Science, Vol. 335 no. 6067 pp. 472-475.

martes, 21 de febrero de 2012

Los delfines también tienen brucelosis


La brucelosis es una enfermedad infecciosa causada por la bacteria Brucella, un patógeno que afecta a mamíferos, incluido el hombre. La brucelosis animal genera graves pérdidas económicas en el sector ganadero por aborto e infertilidad. La brucelosis humana es consecuencia de la brucelosis animal, puesto que el animal enfermo o infectado es la principal fuente de infección para el hombre. Desde el punto de vista médico y económico, esta enfermedad representa un problema sanitario de primer orden

Brucella se ha aislado de animales domésticos (vacas, cabras y ovejas, cerdos, perros, …) y de especies silvestres (renos, jabalíes, búfalos, camellos, pequeños roedores, …). Desde hace años se han descrito también aislamientos de esta bacteria en mamíferos marinos, como delfines, marsopas, ballenas y focas. Ahora, un grupo de científicos, colegas y amigos de Costa Rica, han publicado una revisión sobre la brucelosis en cetáceos 


La mayoría de los aislamientos de Brucella en cetáceos
(ballenas, delfines y marsopas)
se han descrito en animales heridos o varados en las costas.

La brucelosis es una infección bastante común en cetáceos: Brucella, en concreto Brucella ceti, se ha detectado es varias especies distintas, principalmente delfines. Además, tiene una distribución prácticamente mundial, siendo las costas del océano Atlántico Norte el área donde más casos se han detectado. La bacteria se ha aislado de órganos reproductores, placenta y fetos abortados, sangre, lesiones cardiacas, cerebro y fluido cerebroespinal, lesiones articulares, pulmón, hígado y otros órganos. Se cree que puede causar aborto infeccioso, pérdida de la fertilidad, neurobrucelosis, endocarditis, lesiones óseas, etc. Por ello, es muy probable que la brucelosis, una enfermedad crónica severa, sea una de las causas de la desorientación de estos mamíferos marinos y de sus apariciones varados en las costas. Cómo la bacteria Brucella ceti puede transmitirse en el mar de una animal infectado a otro es intrigante. Se sospecha que, como en otros mamíferos terrestres, se pueda transmitir por contacto sexual, de la madre al feto, a través de los tejidos del feto o la placenta o incluso por ingestión de otros peces contaminados. Aunque se ha atribuido algún caso aislado de brucelosis humana a este tipo de brucelas aisladas de mamíferos marinos, parece que la infectividad de Brucella ceti en humanos es baja.


Distribución oceánica de cetáceos con
diagnóstico serológico positivo para Brucella.

Esta excelente revisión sobre la brucelosis en cetáceos nos recuerda que esta apasionante bacteria, capaz de multiplicarse dentro de las células del animal que infecta, es un patógeno muy importante que causa una de las zoonosis bacterianas más extendidas del planeta.

También en AUDIO en el podcast del microbio!.
 

Brucella ceti and brucellosis in cetaceans. Guzmán-Verri C, et al. 2012. Front. Cell. Inf. Microbio. 2:3.

martes, 14 de febrero de 2012

Células madre y hepatitis C: nuevo modelo para estudiar el virus de la hepatitis C empleando células madre humanas pluripotentes inducidas

La hepatitis es una enfermedad infecciosa que afecta al hígado, producida por los virus de la hepatitis, que causan inflamación y puede ocasionar que el hígado deje de funcionar correctamente. Existen varios tipos de virus distintos que causan hepatitis. Uno de ellos es el virus de la hepatitis C (VHC), responsable del 20 % de todas las hepatitis. Se calcula que puede haber más de 170 millones de afectados de hepatitis C en el mundo, cerca del 50 % de ellos sin síntomas aparentes. La mayoría de las personas que resultan infectadas con el virus VHC desarrollan una hepatitis C crónica. Sin embargo, en un 2 % de los casos pueden acaban en cáncer de hígado. El VHC es un virus de la familia de los Flavivirus, con genoma ARN monocatenario, que se transmite principalmente por vía sanguínea.

La biología del virus VHC y su relación con las células del huésped no se conoce muy bien, porque no existen modelos experimentales adecuados. Ahora, un grupo de investigadores han publicado en PNAS un nuevo modelo para estudiar la infección del virus VHC basado en células madre humanas pluripotentes inducidas (iPSC, induced pluripotent stem cells). Para ello, los investigadores han manipulado las células madre iPSC para que se transformen o diferencien en células de hígado o hepatocitos. Estos hepatocitos obtenidos de las células madre, los infectaron con el virus VHC y comprobaron que eran capaces de “soportar” o permitir la multiplicación del virus, que se replicó dentro de las células. Además, estas células infectadas con el virus VHC  produjeron una respuesta inflamatoria antiviral como lo harían las células del hígado normales. 


 Las células madre humanas pluripotentes inducidas (iPSC)
diferenciadas en hepatocitos se infectaron con el virus VHC.
Para poder “seguir la pista” del virus, los investigadores lo habían manipulado para que segregara una proteína fluorescente dentro de las células.

Es la primera vez que se describe el empleo de células derivadas de iPSCs como modelo para estudiar las interacciones entre un patógeno y el huésped, y que se demuestra que hepatocitos obtenidos de células madre iPSCs permiten el ciclo de multiplicación completo del virus VHC, incluida la respuesta inflamatoria a la infección. Además, como las células madre inducidas se pueden desarrollar de cada persona individual, este modelo permite estudiar también cómo afectan las diferencias genéticas de los pacientes con hepatitis C a las distintas respuestas a la infección, lo que podría ayudar a desarrollar una medicina personalizada.

En el futuro, este sistema podría modificarse para desarrollar nuevos modelos para el estudio de otros patógenos distintos al virus VHC y otros tipos celulares. Esto puede permitir entender mejor la interacción entre el patógeno y el huésped.

Modeling hepatitis C virus infection using human induced pluripotent stem cells. Robert E. Schwartz, et al. PNAS, January 30, 2012.

martes, 7 de febrero de 2012

Desvelando interioridades: nuevas formas de ver en el interior de los virus


Los virus están formados por ácidos nucleicos (ADN o ARN) y proteínas. Por lo general, su tamaño es muy pequeño, entre 20 y 300 nanómetros (recuerda que un nanómetro es un millón de veces más pequeño que un milímetro!). Para poderlos ver necesitamos potentes microscopios electrónicos. Sin embargo, a pesar de su alta resolución, la microscopia electrónica no permite resolver las estructuras moleculares dentro de compartimentos celulares, es decir, no permite “ver” en el interior de los virus. 

Ahora, un grupo de investigadores ha desarrollado una nueva forma de ver más claramente las estructuras en el interior de los virus. La técnica, publicada en Science, se denomina cryo-electron microscopy (cryo-EM) y se basa en el principio físico de que las proteínas son mucho más sensibles a la radiación que los ácidos nucleicos


Los bacteriófagos son virus que infectan bacterias. 
La mayoría de ellos tiene una estructura compleja formada por
una “cabeza” icosaedrica y cola contráctil con fibras proteicas.

Como modelo, los investigadores emplearon un bacteriófago, un virus que infecta bacterias. Este bacteriófago posee una estructura compleja con una “cabeza” icosaedrica que contiene empaquetado el genoma ADN del virus y una larga cola contráctil. Observaron que el virus también contiene una estructura cilíndrica denomina cuerpo interior que es muy difícil de observar al microscopio electrónica porque está rodeado de ADN. Mediante la técnica de cryo-EM y posteriores cálculos por ordenador fueron capaces de reconstruir imágenes en tres dimensiones del virus. Según los autores, esta técnica es especialmente útil para mapear y visualizar estructuras formadas por proteínas asociadas al ADN, como los núcleos celulares, lo que abre nuevas vías para entender mejor algunos fenómenos de la biología celular.

El bacteriófago ϕKZ es un virus complejo que infecta a la bacteria patógena Gram-negative Pseudomonas aeruginosa. En la imagen (A) se muestran cryoelectron microfotografías del bacteriófago. Mediante radiaciones se dañan los virus (B), lo que permite reconstruir en tres dimensiones su estructura (C).

Bubblegrams Reveal the Inner Body of Bacteriophage ϕKZ. Weimin, W., et al. 2012. Science, Vol. 335 no. 6065 p. 182.