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La bacteria oportunista aumenta su viruleno

Publicado em 27 outubro 2021

Investigadores de la Universidad de São Paulo (USP) en Brasil han desentrañado la estrategia utilizada por la bacteria Chromobacterium violaceum para ‘escalfar’ zinc y hierro de un organismo huésped y usar los metales para aumentar su virulencia. El descubrimiento ofrece una ruta para el desarrollo de terapias novedosas.

Encontrado en el agua y el suelo de las regiones tropicales y subtropicales, el bacilo se considera un patógeno oportunista y puede causar abscesos en el hígado, los pulmones y la piel, lo que lleva a una sepsis grave en humanos y otros animales. Los principales síntomas son fiebre, dolor abdominal, lesiones cutáneas y abscesos metastásicos. Por lo general, se transmite cuando las heridas y lesiones se exponen a agua o suelo contaminados.

En estudios realizados en la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP-USP), y reportados en tres artículos publicados entre 2019 y 2021, los científicos demostraron que la bacteria subvierte la “inmunidad nutricional”, un proceso por el cual las células del organismo huésped producen zinc y otros metales. no disponible para los microorganismos invasores.

En el último estudio, publicado en Infection and Immunity, una revista de la Sociedad Estadounidense de Microbiología (ASM), el grupo muestra que el transportador de iones de zinc ZnuABC, un complejo proteico, es fundamental para la virulencia de C. violaceum y contribuye a varios procesos fisiológicos que dependen del zinc. La investigación se llevó a cabo en asociación con la Universidad de Vanderbilt, en Tennessee (EE. UU.), Y contó con el apoyo de la FAPESP a través de cuatro proyectos (18 / 01388-6, 20 / 00259-8, 17 / 03342-0, y 18 / 14737-9).

“Los tres artículos cuentan una historia que muestra cómo la bacteria obtiene metales clave del huésped para multiplicarse, y cómo esto actúa como factor de virulencia. La bacteria subvierte la inmunidad nutricional del huésped para obtener acceso a metales que son esenciales para todos los organismos. Nuestro grupo ha sido pionero en la investigación de factores de virulencia en esta bacteria ”, dijo José Freire da Silva Neto, profesor del Departamento de Biología Celular y Molecular y Bioagentes Patógenos de FMRP-USP e investigador principal de los cuatro proyectos.

Comprender este proceso es importante para la búsqueda de enfoques novedosos para el tratamiento de infecciones bacterianas y moléculas que mitiguen la virulencia del patógeno. Además, el conocimiento del “estilo de vida” de la bacteria puede, hasta cierto punto, extrapolarse a otros, como Pseudomonas, que provoca infecciones oportunistas en pacientes hospitalizados.

“Es posible usar lo que hemos descubierto hasta ahora para buscar moléculas que actúen sobre sistemas que involucran zinc y hierro y reducir la virulencia de la bacteria. Si se bloquea la absorción eficiente de los metales, no podrá multiplicarse ”, explicó Silva Neto.

Investigaciones anteriores mostraron que la bacteria es resistente a varios antibióticos y que los tratamientos con ciprofloxacina y meropenem fueron los más capaces de controlar la infección.

Aunque es raro, la infección por C. violaceum se caracteriza por una rápida difusión y una alta mortalidad. Una recopilación de datos reportados entre 1952 y 2009 muestra que 106 personas fueron infectadas por la bacteria en el período. Una revisión de los estudios clínicos descritos en artículos de revistas publicado en 2017 por el grupo FMRP-USP encontró más de 150 casos.

Absorción de zinc y hierro

En un estudio con ratones, los investigadores mostraron cómo la bacteria utiliza el sistema de absorción de zinc ZnuABC para superar las limitaciones de disponibilidad del metal impuestas por el huésped. La inhibición de ZnuABC redujo la virulencia de la bacteria en los animales, y un linaje mutante con ZnuABC alterado fue menos virulento y menos capaz de colonizar el hígado, lo que demuestra que la absorción de zinc es esencial para la virulencia de C. violaceum.

En un artículo publicado en Octubre de 2020, en Microbiología aplicada y ambiental, otra revista de la ASM, con el estudiante de doctorado Renato Santos como primer autor, el grupo FMRP-USP describió el papel del regulador de la absorción de hierro férrico Fur en la fisiología y virulencia de C. violaceum.

La importancia del papel que juega el hierro también se demostró en otro estudio por el grupo. En este caso, la estudiante de doctorado Bianca Batista fue la primera autora. El artículo mostró cómo la bacteria produce sideróforos (compuestos que se unen al hierro férrico) para eliminar el hierro y colonizar un huésped.

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Acerca de la Fundación de Investigaciones de São Paulo (FAPESP)

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