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Los científicos descubren cómo Streptococcus pyogenes puede obtener la nutrición de la superficie de la piel

Streptococcus pyogenes es una de las causas bacterianas más importantes de las infecciones humanas de la piel. Si los pyogenes del S. invaden profundamente en el tejido, puede causar enfermedades peligrosas para la vida, tales como sepsia y descarga eléctrica tóxica. Con sus existencias limitadas de hidratos de carbono, la piel es generalmente una barrera efectiva contra la infección y no una buena superficie para la supervivencia de los pyogenes del S. Para sobrevivir con éxito e invadir profundamente en el tejido, las bacterias deben poder encontrar una fuente de alimentos y también evadir las defensas inmunes de la piel.

Ahora, las personas internacionales llevadas por la universidad de Osaka, Japón, en colaboración con la universidad de Keio, Japón, y Universidad de California San Diego, los E.E.U.U., han descubierto que una manera este organismo de la enfermedad obtiene la nutrición de la superficie de la piel. Este conocimiento podía llevar a las nuevas aproximaciones terapéuticas para abordar infecciones. Las personas publicaron recientemente el trabajo en partes de la célula.

Era sabido ya que algunas bacterias analizan la arginina (un aminoácido - uno de los bloques huecos de proteínas) vía un camino bioquímico nombrado el camino de la desaminasa (ADI) de la arginina. Las personas confirmaron que los pyogenes del S. pueden sobrevivir con la arginina incluso cuando están muertos de hambre de la glucosa. Cuando suprimieron el gen bacteriano (nombrado arcA) que codificaba la primera enzima en el camino del ADI, los pyogenes del S. perdieron esa capacidad y también llegaron a ser menos tóxicos hacia las células epiteliales humanas crecidas en cultura.

Cuando se suministra la arginina, el camino del ADI de los pyogenes del S. se activa pero hay también cambios dispersos en la expresión génica. Hacia abajo-se regulan algunos genes pero un gran número de genes hacia arriba-se regulan, incluyendo los genes asociados a la virulencia de los pyogenes del S., tales como los que produzcan las toxinas bacterianas.

Usando piel del ratón como sistema modelo para la piel humana, las personas mostraron por primera vez que los pyogenes del S. pueden utilizar la arginina para sobrevivir en la superficie de la piel. Los pyogenes del S. que faltaban el gen del arcA sobrevivido mal y eran menos virulentos en la piel del ratón, confirmando la importancia de este camino en el proceso de la enfermedad. En cambio, en la sangre (que contiene la glucosa abundante), los pyogenes alterados del S. aparecían no diferentes a los pyogenes normales del S. puesto que el camino del ADI no era necesario.

Mostramos que la arginina del filaggrin corneum-derivado estrato era un substrato dominante para el camino del ADI de los pyogenes del S. En los ratones que no producen filaggrin, menos arginina está disponible y las bacterias de los pyogenes del S. no utilizan camino del ADI para causar la lesión de piel.”

El Dr. Yujiro Hirose, investigador del guía

“Esto representa un paso importante adelante en la comprensión de cómo los pyogenes del S. sobreviven en la piel,” explica al Dr. Hirose. “Preveemos que nuestro estudio llevará a las estrategias nuevas del tratamiento: si podemos cegar metabolismo de la arginina en pyogenes del S. debe restringir la supervivencia y la virulencia el patógeno.”

Source:
Journal reference:

Hirose, Y., et al. (2021) Streptococcus pyogenes upregulates arginine catabolism to exert its pathogenesis on the skin surface. Cell Reports. doi.org/10.1016/j.celrep.2021.108924.