El Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), en colaboración con el Centro Investigaciones Biológicas (CIB-CSIC) de Madrid, ha realizado un estudio que determina la pieza clave utilizada por bacterias Staphylococcus aureus para adquirir y transferir, entre ellas, los genes que las hacen resistentes a antibióticos. El trabajo se ha publicado esta semana en la edición digital de Proceedings of the National Academic of Sciences(PNAS).
La bacteria Staphylococcus aureus mata, en Estados Unidos, 11.300 personas cada año, que corresponden a más de la mitad de las muertes provocadas por infecciones de bacterias resistentes Gram-positivo en el país.
“La lucha contra las bacterias, sobre todo en entornos hospitalarios donde son un problema de primera magnitud, pasa por entender cómo se transfieren los genes para adaptarse rápidamente a entornos cambiantes, como por ejemplo cuando se encuentran con antibióticos nuevos”
En esta transferencia horizontal interviene un mecanismo donde la relaxasa, una proteína enzimática, es un factor clave. Mediante la resolución de la estructura en 3D del complejo que forma la relaxasa junto al ADN del plásmido, los investigadores han identificado un aminoácido, la histidina, como elemento central para que se produzca la transferencia y se propague la resistencia.
“Una habilidad extraordinaria de las bacterias para evolucionar y adaptarse rápidamente es esta transferencia horizontal de genes, que los humanos por ejemplo no tenemos”, ha comentado Coll. La conjugación es la unión de dos bacterias para compartir ADN, conocido como plásmido. “Un plásmido es un trozo pequeño de ADN en forma de círculo que contiene muy pocos genes, donde se localizan normalmente genes selectivos de resistencia a antibióticos, y que tardan sólo unos minutos a ser transferidos entre bacterias”, ha remarcado Coll.
Radoslaw Pluta, primer firmante del proyecto y estudiante de doctorado de La Caixa en el IRB Barcelona ha anunciado que “lo que es nuevo es que la relaxasa de diferentes cepas de Staphylococcus aureus es especial porque usa un aminoácido que no se había visto nunca en ningún otra de las relaxasas que conocemos”.
Efectos de la histidina La histidina, por tanto, se convierte en el residuo catalítico que permite a la relaxasa cortar el ADN, unirse a él, estirar una de las dos cadenas y llevársela para traspasarla a la bacteria receptora, donde la cadena se replicará para formar, de nuevo, la doble cadena del plásmido. Este nuevo plásmido ya contendrá los genes de resistencia y la maquinaria para transferirlos a otra bacteria. Los científicos informan que esta histidina catalítica está presente en las relaxasas del 85 por ciento de cepas de Staphylococcus aureus.
Para comprobar el verdadero efecto de la histidina, los investigadores del grupo de Manuel Espinosa del CIB-CSIC intercambiaron por un aminoácido diferente y confirmaron en placas con cultivos que se impedía la transferencia.
Sin embargo, la mutación de la histidina no mata la bacteria, si no que únicamente impide la transferencia de genes. Pese a no conocer el uso actual para combatir infecciones, Coll ha reconocido que “ahora sabemos más detalles de una bacteria letal y por lo tanto nos podría conducir a desarrollar moléculas para evitar la propagación de cepas resistentes”.
