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La investigación revela el nuevo mecanismo evolutivo de bacterias que despliega potencial patógeno

Un grupo de nueve investigadores acaba de publicar nuevas conclusión en los mecanismos que regulan cómo las bacterias del género del estafilococo áureo transfieren el material genético, concediéndoles mayores virulencia y resistencia a los antibióticos patógenas.

El estudio, que acaba de ser publicado en microbiología de la naturaleza, fue llevado por profesor José R. Penadés, investigador de la universidad imperial Londres que colaboró con el departamento de la ciencia biomédica de la universidad de CEU Cardenal Herrera (CEU UCH) de Valencia.

En este estudio, las personas de profesor Penadés encontraron un nuevo mecanismo que activa y transmite el material genético entre las islas de la patogenicidad encontradas en los cromosomas de bacterias y las bacterias estupendas, para concederles mayores virulencia y resistencia. Este nuevo mecanismo evolutivo se ha determinado en el género del estafilococo áureo, que está de prioridad crítica para el WHO debido a su multi-resistencia a los antibióticos y de su capacidad de causar infecciones severas.

En 2019, profesor Penadés publicó en célula molecular cómo estas islas de la patogenicidad de las bacterias que causan infecciones más virulentas “secuestran” virus para desplegarse más rápidamente en el ambiente natural y para girar bacterias inofensivas en patógeno virulentos.

Hasta ahora, éste fue creído para ser el único mecanismo usado para desplegar su potencial patógeno. Pero qué acabamos de descubrir es que, para el estafilococo áureo, algunas islas de la patogenicidad, en vez de secuestrar un virus, secuestran otra isla de la patogenicidad para transferir a ella.”

José R. Penadés, profesor e investigador, universidad imperial Londres

“Esto representa un nivel de parasitismo que no se ha descrito hasta la fecha, como una isla de la patogenicidad secuestra inicialmente mecanismos de virus para extenderlos, y cuando suceso ésta, otra isla utilice los mecanismos que primero secuestrado del virus para su propia ventaja. Esta cascada de la activación permite que las islas de la patogenicidad transfieran el material genético que tienen debido a su alta capacidad patógena a otras bacterias en las frecuencias previamente no vistas. Este mejor explica la velocidad a la cual estos elementos genéticos se despliegan, concediendo mayor virulencia y la resistencia a las deformaciones del estafilococo áureo que causa infecciones con las consecuencias clínicas más severas y más difíciles de tratar, tales como síndrome tóxico de la descarga eléctrica, pulmonía o fasciitis de necrotización,” dice a profesor Penadés.

“Con este encontrar, él agrega, hemos tomado otra medida adelante en el conocimiento de los mecanismos genéticos evolutivos que giran bacterias y superbacteria en los patógeno que causan infecciones extremadamente severas y que son resistentes a los tratamientos antibióticos que tenemos hoy. El avance del conocimiento en estos mecanismos genéticos que ocurran en las infecciones bacterianas más severas permitirá diseñar nuevas estrategias para tratarlas en un más modo eficaz en el futuro.”

Bases moleculares de la virulencia bacteriana

Profesor Penadés ha llevado, desde julio de 2020, el centro de MRC-CMBI para la bacteriología molecular y la infección en la universidad imperial Londres, que tiene el grupo más grande de investigadores en el Reino Unido dedicado a estudiar las bases biológicas y los mecanismos moleculares de infecciones bacterianas.

La investigación de profesor Penadés se ha centrado en estudiar los bacteriófagos, los virus que infectan bacterias y la réplica dentro de ellas, concediendo les mayores capacidad y resistencia a los antibióticos patógenas, así como a los mecanismos que uso de estos virus de transferir el material genético a partir de un equipo de bacterias a otros.

Así, sus estudios más recientes han permitido determinar un nuevo mecanismo con el cual las bacterias transmiten sus genes, transducción lateral, publicada en 2018 en ciencia. Él también determinó una nueva familia de virus parásitos moleculares en las bacterias, nuevos elementos genéticos movibles implicados en su evolución, resistencia, y virulencia, llamada PICIs (islas cromosómicas Bacteriófago-Inducibles), en un estudio publicado en 2019 en célula molecular.

En este artículo publicado en septiembre en microbiología de la naturaleza, profesor José R. Penadés llevó a investigadores de la Facultad de Medicina de la universidad de Nueva York, la universidad imperial Londres, la universidad de Wroclaw, la universidad nacional de Singapur, y la universidad de Glasgow, junto con investigadores del instituto valenciano de la biomedecina (IBV-CSIC) y el CIBERER, la Francisca Gallego del Sol y el puerto deportivo de Alberto.

Source:
Journal reference:

Haag, A. F., et al. (2021) A regulatory cascade controls Staphylococcus aureus pathogenicity island activation. Nature Microbiology. doi.org/10.1038/s41564-021-00956-2.