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Los científicos establecen claramente las mutaciones que aumentan letalidad bacteriana

Por lo que a los seres humanos, las bacterias pueden ser clasificadas como cualquier bacterias dañinas, patógenas y bacterias no patógenas inofensivas o beneficiosas. Para desarrollar mejores tratamientos para las enfermedades causadas por las bacterias patógenas, necesitamos tener una buena compresión en los mecanismos que hacen algunas bacterias ser virulentas. Los científicos han determinado los genes que causan virulencia, o capacidad para causar enfermedad, pero no saben completo las bacterias se desarrollan para llegar a ser patógenas.

Para descubrir, profesor Chikara Kaito y sus personas de científicos de la universidad de Okayama, Japón, utilizaron un proceso llamado evolución experimental para determinar los mecanismos moleculares que las células se convierten para ganar rasgos útiles, y publicaron sus conclusión en los patógeno de PLoS.

Esta investigación nos excitamos porque nadie ha observado nunca la evolución de la virulencia de bacterias en un animal; los estudios antes de nosotros observaban la evolución en células.”  

Profesor Chikara Kaito, universidad de Okayama, Japón

Los científicos decidían comenzar con un Escherichia Coli no patógeno (o Escherichia Coli para corto) y transformarlo en varias ocasiones y utilizarlo para infectar los gusanos de seda, un insecto que es de uso frecuente como modelo para las enfermedades infecciosas, y después para probar si causará muerte en gusanos de seda.

Con este experimento, los científicos crearon las deformaciones de Escherichia Coli con una virulencia creciente 500 dobleces comparada a la deformación bacteriana original y encontraron que las mutaciones en el gen que cifran para una proteína específica, “el transportador del transportador del lipopolysaccharide (LPS),” eran una de las razones de la virulencia creciente. Esta proteína forma una pieza de la membrana celular bacteriana y protege las bacterias contra daño. Debido a esto, el transportador de los LPS es necesario para que Escherichia Coli crezca.

Las mutaciones que la letalidad bacteriana creciente aparecía dar la resistencia de Escherichia Coli contra algunos antibióticos, así como algunas substancias antibacterianas de los gusanos de seda. La razón de esto es probable un aumento correspondiente en la concentración de estructuras llamadas las vesículas exteriores de la membrana, que las bacterias liberan para absorber composiciones dañinas para evitar que inscribir las bacterias y las dañen.

Los investigadores también determinaron las características de las substancias a las cuales las deformaciones patógenas eran resistentes, mostrando que ellos eran “hidrofóbicos” (o agua-repeliendo) y positivo - cargado. Este ajuste con la cantidad creciente de vesículas exteriores de la membrana, que son hidrofóbicas y negativo - cargado, permitiendo que esperen sobre esas substancias (porque, por supuesto, enfrente de fuerzas atraiga). Los científicos también mostraron que las mutaciones ocurrieron en las partes del transportador de los LPS que están directamente en el exterior de la membrana bacteriana. Los científicos sospechan que es esto porque estas áreas se exponen más al ambiente, de tal modo experimentan una selección más natural, y son de tal modo más susceptibles a la mutación.

“Qué hemos hecho aquí es determinan varias cosas sobre bacterias patógenas,” explica a profesor Kaito. “Mostramos por primera vez que las mutaciones al transportador de los LPS pueden aumentar virulencia, y nosotros proporcionamos las pruebas para cómo suceso esa virulencia real--las bacterias del mutante hacen vesículas más exteriores de la membrana.” Y ése no es todo, los cambios estructurales específicos también establecidos claramente de las personas al transportador transformado de los LPS que podría explicar porqué la virulencia es diferente a través de bacterias--porque cada especie pudo hacer que un diferente estructure.

Cuando está preguntado por cómo su trabajo contribuye a la comprensión científica y al remedio, profesor Kaito elabora, “antes de que nuestro estudio, no estuviera muy sin obstrucción cómo las bacterias desarrollaron real las propiedades que las hicieron más dañinas, así que nuestras ayudas del estudio clarifican esto. Una comprensión de este proceso significa la posibilidad de crear las drogas o la otra terapia que pueden guardar bacterias de llegar a ser patógenas, especialmente si encontramos más proteínas como el transportador de los LPS, donde las mutaciones pueden tener un efecto tan grande.”

Por supuesto, otros estudios son necesarios explorar si las mutaciones observadas en este estudio también aumentarán virulencia cuando las bacterias infectan los animales más grandes que gusanos de seda, como mamíferos. Pero este estudio es definitivamente el primer paso hacia desenredar el misterio de diferencias entre las bacterias peligrosas e inofensivas.

Source:
Journal reference:

Kaito, C., et al. (2020) Non-pathogenic Escherichia coli acquires virulence by mutating a growth-essential LPS transporter. PLOS Pathogens. doi.org/10.1371/journal.ppat.1008469.