Identificat un mecanisme que explica la recurrència de moltes infeccions pulmonars

Un equip d’investigadors de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) descobreix que les soques del bacteri Pseudomonas aeruginosa aïllades a partir dels pacients són més persistents que les soques de laboratori i proposa un mecanisme molecular per explicar la supervivència intracel·lular.

L’estudi publicat a la revista Virulence, descobreix que l’enzim ribonucleòtid reductasa (RNR) de classe II juga un paper clau a les freqüents reinfeccions pulmonars que es donen, per exemple, en els pacients amb fibrosi quística.

Read more…

El bacteri Pseudomonas aeruginosa disposa d’una gran plasticitat genòmica que li permet adaptar-se a viure en entorns molt variats, provocant infeccions en diferents òrgans. Entre ells, els pulmons, als quals afecta especialment tant en forma de pneumònia aguda com crònica. La cronificitat, entre altres factors, es relaciona, a més, amb la seva capacitat per introduir-se a les cèl·lules epitelials pulmonars i amagar-s’hi a dins, evitant el sistema immunològic dels pacients i quedant-se latent, esperant les condicions idònies per tornar a infectar al pacient.

Ara, un estudi liderat pel Dr. Eduard Torrents, investigador principal de l’IBEC i professor de la Universitat de Barcelona al Departament de Genètica, Microbiologia i Estadística, i la Dra. Maria de la Mar Cendra, també investigadora de l’IBEC, han trobat variacions en la capacitat de dur a terme de manera efectiva la invasió intracel·lular entre diferents soques del bacteri. “Hem detectat diferències en la persistència dins de la cèl·lula entre soques de laboratori i altres soques procedents d’esputs de malalts de fibrosi quística i també segons el tipus de cèl·lula epitelial infectada: alveolar, bronquial o afectada per la mutació que es troba en els malalts amb fibrosi quística”, explica el Dr. Torrents.

Les soques clíniques de P. aeruginosa utilitzades en l’estudi de l’IBEC van tenir una major capacitat d’invasió i persistència que les de soques de laboratori. Aquestes diferències indiquen que les soques de laboratori no resulten bons models per replicar les infeccions bacterianes in vivo. “Els bacteris són molt versàtils i s’adapten molt ràpidament a l’ambient. Per tant, és molt important utilitzar les soques adequades per estudiar fenotips concrets. Si no, els resultats podrien ser no extrapolables. Cada vegada hi ha més estudis que utilitzen soques clíniques per estudiar models infectius”.

Amb aquest treball, publicat a la prestigiosa revista mèdica Virulence, els investigadors han identificat, a més, un mecanisme que permetria entendre per què unes soques tenen una major capacitat de sobreviure intracel·lularment que d’altres. El Dr. Torrents comenta: “Hem detectat que l’enzim ribonucleòtid reductasa (RNR) de classe II està altament expressada en aquestes condicions de persistència. Per tant, té un paper crític en el manteniment de la viabilitat de P. aeruginosa durant el seu període intracel·lular”. Aquest enzim proporciona al bacteri els desoxiribonucleòtids necessaris per poder replicar-se i sobreviure dins de les cèl·lules epitelials pulmonars, causant les reinfeccions que agreugen, per exemple, malalties com la fibrosi quística o malaltia obstructiva crònica (MPOC).

Aquest descobriment podria ajudar a desenvolupar medicaments per evitar les recurrències en infeccions pulmonars. “Un fàrmac contra aquesta nova diana antimicrobiana, la RNR de classe II, podria ser útil per inhibir al bacteri durant la seva persistència intracel·lular”, explica el Dr. Torrents. “A més, com els humans no tenim aquest enzim, seria una teràpia molt selectiva, lo qual és molt bo”.

D’altra banda, aquest enfocament terapèutic podria servir per a infeccions causades per P. aeruginosa en altres òrgans: “Recentment al nostre laboratori hem vist que la RNR de classe II està molt expressada durant la formació de biofilms. Això ens porta a pensar que podria no estar restringida a les infeccions pulmonars causades per aquest bacteri quan infecta intracel·lularment”.

Queda encara per saber si un hipotètic fàrmac contra l’enzim podria servir per lluitar contra altres infeccions intracel·lulars. “El món de les RNR és molt complex, no tots els bacteris expressen les mateixes RNR i les que ho fan solen variar molt en seqüència i estructura. Depenent del mecanisme d’acció dels fàrmacs i de si el bacteri en qüestió comparteix l’expressió d’aquest RNR, potser seria possible el desenvolupament de teràpies contra altres patògens”, conclou el Dr. Torrents.


Article de referència: Maria del Mar Cendra i Eduard Torrents. “Differential adaptability between reference strains and clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa into the lung epithelium intracellular lifestyle”. Virulence, 2020 

 Per a més informació i petició d’entrevista amb els investigadors, adreceu-vos si us plau a: alopez@ibecbarcelona.eu