Investigadores del IBEC descifran cómo los patógenos se adaptan a los cambios de oxígeno

El grupo de ‘Infecciones Bacterianas: Terapias Antimicrobianas’ del IBEC, liderado por Eduard Torrents, ha desarrollado un sistema capaz de investigar cómo se adaptan los patógenos a los cambios de oxígeno.

Utilizando esta técnica, han descubierto que las bacterias E. coli y Pseudomonas aeruginosa pueden adaptarse a los cambios ambientales a través de distintos mecanismos, lo que abre la puerta a un mejor conocimiento y tratamiento de las infecciones.

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Un “antibiograma” es una prueba microbiológica que mide la sensibilidad de una bacteria frente a diferentes antimicrobianos. Se realiza en pacientes que se sospecha que pueden tener algún tipo de infección para determinar qué antibióticos hay que recetarles y suele llevarse a cabo en un ambiente aeróbico, es decir, en presencia de oxígeno. Sin embargo, en muchos de los lugares en los que se producen infecciones en el cuerpo humano la presencia de oxígeno es escasa o nula y, además, puede ir variando.

Un ejemplo claro de esto es el de la comida contaminada, pues durante la ingesta las bacterias están en contacto con el aire, si bien cuando viajan a través de los intestinos van encontrándose con cada vez menos oxígeno. Los agentes infecciosos son capaces de adaptarse a estos cambios de oxígeno, pero al mismo tiempo esto dificulta saber cómo infectan éstos a las personas.

Para superar esta dificultad, un grupo de investigadores del IBEC, liderados por Eduard Torrents, investigador principal del grupo ‘Infecciones Bacterianas: Terapias Antimicrobianas’ del IBEC y profesor de la Universidad de Barcelona (UB), han desarrollado una solución basada en la bioingeniería gracias a la que se pueden controlar y monitorizar las concentraciones de oxígeno a las que están expuestos los patógenos. Se trata de la técnica AnaeroTrans y, por ahora, se ha usado para estudiar dos bacterias muy comunes: E. coli y P. aeruginosa, según se recoge en un estudio publicado recientemente en el FASEB Journal de la Federación de Sociedades Americanas de Biología Experimental (FASEB, por sus siglas en inglés).

Gracias a la técnica AnaeroTrans los expertos han simulado cómo se adaptan estas dos especies a ambientes con poco oxígeno, que son en los que se encuentran normalmente estas bacterias. En el caso de E.coli, por ejemplo, se halla en la parte más baja del intestino del ser humano y puede provocar infecciones tanto intra- como extraintestinales, con lo que poder estudiarla en condiciones más realistas es de gran ayuda para los expertos.

Asimismo, mediante esta nueva solución los investigadores han conseguido describir, bajo distintas condiciones de oxígeno, el llamado “perfil RNR”, que es el de las ribonucleótido reductasas o RNR, unas enzimas propuestas como dianas válidas para tratamientos antimicrobianos. Gracias a ello han descubierto que estas enzimas se adaptan de formas diferentes al ser expuestas a distintas concentraciones de oxígeno.

El reciente trabajo ofrece también una imagen global de cómo se comportan distintos patógenos anaerobios facultativos entre la aerobiosis y la anaerobiosis y describe los estados intermedios, denominados rango microaeróbico.

La nueva técnica AnaeroTrans permitirá a los investigadores crear entornos de laboratorio que reproduzcan aquellos que se dan en situaciones reales, como la fibrosis quística, con el objetivo de descubrir nuevas soluciones sanitarias.

 


Artículo de referencia:
L. Pedraz, N. Blanco‐Cabra, E. Torrents (2019). Gradual adaptation of facultative anaerobic pathogens to microaerobic and anaerobic conditions The FASEB journal, volume 34, Issue 2