viernes, 21 de diciembre de 2012

Una docena de razones por las que los microbios son importantes

Seguro que lo primero que te viene a la cabeza al pensar en virus, bacterias y microbios es que son unos bichos malos que producen enfermedades y habría que acabar con todos ellos. También puedes pensar que hoy en día no son tan importantes, al fin y al cabo de lo que nos morimos es de cáncer, enfermedades neurodegenerativas o de un infarto, y eso no está producido por microbios. Pero si sigues leyendo seguro que cambias de idea y descubrirás que detrás de los microbios hay todo un mundo apasionante, y que la mayoría no son tan malos como parecen a primera vista.


En la web unadocenade podrás ver al menos doce razones por las que vale la pena dedicarse a los microbios!


Si te interesa también puedes ver esta presentación en Prezi sobre qué son los bacterias y los virus, y su importancia.

Tambien puedes oír esta entrada en El podcast del microbio
(parte y 2ª parte).

martes, 11 de diciembre de 2012

Bacterias altruistas con espíritu navideño: hacen el último sacrificio por el bien común de la población

En condiciones de estrés las bacterias son capaces de entrar en un estado que se denomina muerte celular programada, un conjunto de reacciones bioquímicas que llevan a la lisis de la bacteria. No está claro qué ventajas puede tener para la bacteria elegir morir o “suicidarse” en esas condiciones adversas. Algunos investigadores han sugerido que la muerte celular programada de algunas células proporciona unos beneficios al resto de la población que sobrevive, pero hasta ahora ha sido muy difícil comprobar experimentalmente esta hipótesis.
  Existen varios ejemplos de comportamiento “altruista” bacteriano: Streptococcus pneumoniae se lisa y libera una toxina que favorece que el resto de la población de estreptococos invada los tejidos; la lisis de Salmonella typhimurium causa inflamación en el huésped que a su vez mata la microbiota normal y reduce la competencia que se encuentran otras salmonelas.


Un grupo de investigadores han realizado un original trabajo en el que demuestran que las bacterias son capaces de sacrificarse ellas mismas por el bien de la población bacteriana, es decir, que la muerte celular programa supone una ventaja para la supervivencia de la población.


Para generar una población que les permita investigar experimentalmente la muerte celular altruista en bacterias, los autores han modificado genéticamente Escherichia coli, introduciéndole dos sistema genéticos extra. El primero consiste en una enzima lítica (capaz de matar la bacteria) que es inducida por un antibiótico (6-APA). La cantidad de antibiótico puede regularse experimentalmente, lo que supone un medio de modular el estrés ambiental que sufre la bacteria. De esta manera se  regula la muerte o lisis de la bacteria según la concentración del antibiótico. El segundo sistema consiste en otra enzima (BlaM) inducible también y capaz en este caso de romper el antibiótico. Esta enzima BlaM se produce y se almacena dentro de la bacteria, por lo que solo es liberada de la célula cuando esta se rompe y muere. Así, al morir la célula libera el enzima BlaM que rompe el antibiótico 6-APA que está en el exterior e impide la activación del enzima lítico. Por tanto, en este sistema la muerte de una célula beneficia al resto de supervivientes.


Además, este sistema permite estudiar otro fenómeno sorprendente que se conocía en las poblaciones bacterianas, el denominado efecto “Eagle”: cuando la concentración de un antibiótico es muy alta, el número de bacterias que sobreviven comienza a aumentar en vez de disminuir o, lo que es lo mismo,  las bacterias parece que crecen mejor cuando son tratadas con altas concentraciones de antibióticos. Regulando los dos sistemas independientemente, los autores han encontrado una concentración de antibiótico a la cual la población de bacterias puede realmente crecer mejor, gracias a la compensación entre ambos sistemas.


Estos resultados nos permiten entender mejor el fenómeno de la resistencia a los antibióticos que debe estudiarse desde un punto de vista colectivo, no de la bacteria individual, sino como un fenómeno poblacional potenciado por las interacciones entre las bacterias. Si no, las terapias diseñadas para matar bacterias individuales pueden tener efectos no deseados en la población microbiana en su conjunto. 

Tanouchi, Y., et al. (2012). Programming stress-induced altruistic death in engineered bacteria Molecular Systems Biology, 8 DOI: 10.1038/msb.2012.57

sábado, 1 de diciembre de 2012

Cerrar la puerta al VIH: inhibidores del correceptor CXCR4 con actividad anti-VIH



El primer paso para que un virus entre al interior de una célula, es la unión específica de una proteína del virus con un receptor de la membrana de la célula.  Esta suele ser la “llave” o señal que emplea el virus para “abrir la puerta” de la célula, entrar dentro y comenzar la infección. Esta unión es muy específica y explica en parte por qué por ejemplo el virus de la hepatitis afecta a las células del hígado y el de la gripe a las del epitelio respiratorio, y no al revés.

En el caso del VIH, la proteína viral gp120 se une al receptor celular CD4 de los linfocitos. En principio, la célula diana del VIH es un tipo concreto de linfocitos, los LF T CD4+, un tipo de células de la sangre que controlan nuestro sistema inmune. Sin embargo, la realidad siempre es mucho más compleja. Sabemos que el VIH es capaz de infectar también células que no lleven ese receptor CD4 y que la entrada del virus depende también de otras proteínas de la membrana de la célula que pueden actuar como correceptores, como por ejemplo el receptor CXCR4. Este receptor CXCR4 es por tanto una proteína de la membrana de algunas de nuestras células y tiene varias funciones, especialmente durante la formación del embrión. Se conocen algunas enfermedades relacionadas con “fallos” en este receptor.


Una manera de inhibir la infección del virus es bloquear su entrada a la célula, evitar que las proteínas del virus se unan a los receptores celulares. Hasta la fecha no existe ninguna droga anti-VIH aprobado dirigida contra este correceptor CXCR4, aunque se conocen algunos pequeños péptidos capaces de bloquearlo. Ahora, un grupo de investigadores han estudiado un grupo de moléculas con una muy alta afinidad por el correceptor CXCR4, han analizado cómo se unen entre sí y su capacidad para inhibir la infección de células por el VIH.
 
Para ello, han sintetizado unos pequeños péptidos, realizado cambios en su estructura y comprobado cómo esos cambios afectan a su conformación. Los nuevos péptidos presentaban una afinidad muy alta con el correceptor CXCR4: se unían al CXCR4 entre 400 y 1.500 veces mejor que otros compuestos previos. Esta alta afinidad motivó a los investigadores a explorar la capacidad de estos compuestos para inhibir la infección por el VIH.  Emplearon un modelo de células que expresan en su superficie los receptores CD4 y CXCR4 y que contienen además un gen reportero que se activa cuando la célula es infectada por el VIH (las células infectadas expresan una proteína fluorescente). Infectaron las células con una cepa del virus VIH-1 y comprobaron que los compuestos con mayor afinidad por el correceptor CXCR4 eran también los que más inhibían la infección por VIH, los que tenían mayor actividad anti-VIH. En resumen, han diseñado unas moléculas que se pegan al correceptor CXCR4 lo que bloquea la entrada del virus a la célula.

Estos resultados, demuestran que los inhibidores del CXCR4 pueden ser candidatos para aplicaciones futuras de enfermedades relacionados con este correceptor. 

Demmer, O., et al. (2012). A Conformationally Frozen Peptoid Boosts CXCR4 Affinity and Anti-HIV Activity Angewandte Chemie International Edition, 51 (32), 8110-8113 DOI: 10.1002/anie.201202090