Las bacterias también necesitan vitaminas

El grupo del IBEC Bacterial infections: antimicrobial therapies ha revelado el papel esencial que desempeña una vitamina en el desarrollo de biopelículas bacterianas.

Este nuevo descubrimiento podría ayudar a comprender cómo se propagan estas bacterias, lo que ayudará a diseñar mejores fármacos antibacterianos específicos.

La especie bacteriana P. aeruginosa causa infecciones pulmonares crónicas en pacientes con fibrosis quística o enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) al formar una biopelícula madura, en la que las células se adhieren entre sí y pueden ocupar muchas superficies distintas, lo que les permite crecer y adaptarse.

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Imagen: Modelo de actividad de la ribonucleótido reductasa (RNR) y disponibilidad de la vitamina B12 durante el crecimiento de biopelículas de P. aeruginosa. Los círculos anaranjados representan el gradiente de vitamina B12, el azul indica gradientes de concentración de oxígeno y el verde indica actividad de la RNR de clase Ia, II y III.

Esta biopelícula no solo mejora la comunicación célula a célula de las bacterias, permitiendo que la infección prospere y crezca, sino que también ayuda a las células a esquivar al sistema inmune y aumenta las posibilidades de desarrollar nuevas resistencias a los antibióticos.
En las bacterias, como en todos los organismos vivos, la enzima ribonucleótido reductasa (RNR) es fundamental para la formación de los componentes necesarios para la síntesis y reparación del ADN. P. aeruginosa es una de las pocas bacterias que codifica las tres clases conocidas de RNR: Ia, que depende del oxígeno, y II y III, que son activas en ausencia de oxígeno. Estos tres tipos de RNR aumentan la capacidad de las bacterias para crecer en diferentes entornos aeróbicos y anaeróbicos generados en las biopelículas; sin ellos, las biopelículas completamente maduras no podrían establecerse por sí mismas.

Los investigadores han demostrado que la RNR de clase II requiere de vitamina B12 como cofactor para funcionar correctamente. “Sabíamos que P. aeruginosa sintetiza la vitamina B12 en diferentes reacciones metabólicas”, explica Eduard Torrents, investigador principal del grupo del IBEC Bacterial infections: antimicrobial therapies. “Ahora hemos demostrado que el aumento de los niveles de vitamina B12 durante los crecimientos aeróbico, estacionario y en biopelícula activan la actividad de la RNR de clase II, lo que significa que la presencia de esta vitamina es crucial para la actividad de la clase de RNR esencial para la formación de biopelículas incluso en condiciones adversas”.

Una mejor comprensión de cómo las bacterias crean biopelículas maduras para propagar su infección podría arrojar luz sobre cómo abordar esta etapa del ciclo de vida de la P. aeruginosa y desarrollar terapias farmacológicas específicas y resistentes, esenciales para el tratamiento de infecciones bacterianas crónicas.

Anna Crespo, Núria Blanco-Cabra and Eduard Torrents (2018). Aerobic Vitamin B12 Biosynthesis Is Essential for Pseudomonas aeruginosa Class II Ribonucleotide Reductase Activity During Planktonic and Biofilm Growth. Front. Microbiol. 9:986