Científicos estudian “misiles bacterianos autoguiados” para combatir enfermedades

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Científicos estudian “misiles bacterianos autoguiados” para combatir enfermedades

Representación artística de una tailocina / Z. Hong Zhou and Jeff F. Miller/UCLA

El mundo microscópico tiene una su propia y extraña lógica. Las bacterias, por ejemplo, producen una toxina proteica, la cual funciona como un misil que solo ataca a sus “enemigos”. Ahora, una investigación publicada en The ISME Journal, explica mejor este fascinante proceso.

Según explica Vivek Mutalik, científico investigador del Berkeley Lab, las tailocinas se parecen mucho a los bacteriófagos (virus que infectan bacterias). Aun así, no son iguales, pues no tienen la cápside, es decir, la “cabeza” del fago que contiene el ADN viral y la maquinaria de replicación.

“Son como una aguja accionada por resorte que va y se sienta en la célula objetivo”, explica Mutalik. “Luego parece atravesar toda la membrana celular haciendo un agujero en el citoplasma, perdiendo así la célula sus iones y contenido, y colapsa”, añade.

Misiles bacterianos autoguiados

Muchos tipos de bacterias son capaces de producir tailocinas y parecen hacerlo en condiciones de estrés. Debido a que las tailocinas solo son letales para cepas muy específicas (de hecho, se les llama “misiles bacterianos autoguiados”), parecen ser una herramienta utilizada por las bacterias para competir con sus rivales.

El equipo cree que las tailocinas son producidas por el ADN insertado originalmente en los genomas bacterianos durante las infecciones virales. Con el tiempo, las bacterias descartaron las partes del ADN del fago inútiles para ellas, solo conservó las partes capaces de ser cooptadas para su propio beneficio.

Sin embargo, a diferencia de la mayoría de habilidades seleccionadas por la evolución, las tailocinas no salvan al individuo. Las bacterias mueren si producen tailocinas, tal como lo harían si estuvieran infectadas por el verdadero virus.

Las puntiagudas nanomáquinas irrumpen a través de la membrana para salir de la célula productora de forma muy similar a las partículas virales replicadas. Pero una vez fuera, las tailocinas solo se dirigen a ciertas cepas, sin afectar a las células del linaje huésped. Los científicos no saben con precisión cómo ocurre ni cómo funciona el émbolo de la aguja de la tailocina.

La investigación

Mutalik y sus colegas exploraron la base genética y los mecanismos físicos que gobiernan a las tailocinas para atacar cepas específicas. También analizaron las similitudes y diferencias genéticas entre los productores de tailocina y sus cepas objetivo.

Examinaron 12 cepas de bacterias del suelo, las cuales usan tailocinas. Encontraron evidencia para indicar que las diferencias en los lipopolisacáridos (moléculas a base de grasa y azúcar) adheridas a las membranas externas podrían determinar si una cepa es atacada o no por una tailocina en particular.

Los científicos pueden inducir fácilmente a las bacterias a producir tailocinas en el laboratorio, aparte de insertar fácilmente los genes en cepas cultivables para la producción en masa. Ello será útil si queremos convertir tailocinas en medicamentos. Aun así, quedan muchas preguntas sin respuesta.

Si se lograra entender bien el funcionamiento las tailocinas, sus aplicaciones serían variadas. El potencial médico es obviamente enorme, por ejemplo, como alternativa a los antibióticos tradicionales.

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