Crédito:Children's Hospital Boston
Las células inmunes llamadas "células asesinas" se dirigen a las bacterias que invaden las células del cuerpo, pero, ¿cómo lo hacen con tanta eficacia? Las bacterias pueden desarrollar rápidamente una resistencia a los antibióticos, sin embargo, parece que no han podido evadir tan fácilmente las células asesinas. Esto ha provocado que los investigadores se interesen en descubrir el mecanismo exacto que utilizan las células asesinas para destruir a los invasores bacterianos.
Aunque una forma en que las células asesinas pueden desencadenar la muerte bacteriana es infligiendo daño oxidativo, Todavía no se ha entendido en absoluto cómo las células asesinas destruyen las bacterias en entornos sin oxígeno.
Ahora, por primera vez, Los investigadores han capturado células asesinas con las manos en la masa en el acto de asesinato microbiano, observándolos mientras mataban sistemáticamente tres cepas de microbios:E. coli y la bacteria responsable de causar la infección por Listeria y la tuberculosis. El proceso causa la muerte de las células bacterianas independientemente de si el ambiente contiene oxígeno o no.
Sus hallazgos, publicado en Celda , revelan que las células asesinas actúan metódicamente, disparar enzimas mortales a las bacterias para "programar" una descomposición interna completa y la muerte celular.
Los investigadores, del Boston Children's Hospital, el Instituto Wistar y la Universidad de Michigan (U-M), utilizó un enfoque igualmente sistemático para hacer el descubrimiento.
"Tomamos tres bacterias que son muy diferentes, y para ver qué proteínas fueron destruidas por las células asesinas, medimos sus niveles de proteína antes, durante y después de los ataques, "dice Judy Lieberman, MARYLAND, Doctor, del Programa Infantil de Boston en Medicina Celular y Molecular (PCMM), quien es coautor principal del estudio.
Las proteínas son fundamentales para la vida porque dirigen el uso de nutrientes y la producción de la maquinaria celular que las bacterias necesitan para sobrevivir.
Esta caricatura titulado "Llave inglesa", retrata cómo la granzima B ataca e interrumpe la síntesis de proteínas en las bacterias. Aquí, La síntesis de proteínas bacterianas se describe como una línea de procesamiento donde la granzima B, el grupo de monos disruptivos, apaga los sistemas esenciales en las bacterias. causando catástrofe. Crédito:Ilustración de Sylvie Shaffer del Instituto Wistar.
"Cada cepa de bacterias tiene alrededor de 3, 000 proteínas y vimos que, en las tres especies bacterianas, entre el cinco y el 10 por ciento de esas proteínas fueron cortadas por la enzima inductora de la muerte de las células asesinas, llamada granzima B, ", Dice Lieberman." Si hiciera una lista de las proteínas que las bacterias necesitaban absolutamente para sobrevivir, sería una lista pequeña; curiosamente, esto parece ser idéntico a la lista de resultados de granzima B ".
Más mortífero que los antibióticos
Para dar el golpe fatal de la granzima B, Las células asesinas buscan marcadores de superficie en las superficies celulares del cuerpo que podrían indicar que un invasor bacteriano se ha instalado dentro de la célula. Luego, las células asesinas se adhieren a la célula infectada y usan una enzima para crear un pequeño poro en la superficie de la célula. a través del cual inyectan la granzima B. Una vez que la granzima B entra en la célula, pasa a la bacteria invasora y esencialmente destruye proteínas críticas para la supervivencia celular, así como sus ribosomas, las piezas de la maquinaria celular de las bacterias que realmente producen proteínas.
"Los ribosomas de las bacterias se deshacen y dejan de funcionar, "dice Lieberman, también profesor de pediatría en la Escuela de Medicina de Harvard.
Es como si la fábrica de vida interna de la bacteria no solo perdiera los planos de las partes que necesita fabricar, pero también sufre un fallo mecánico catastrófico de su línea de montaje.
"Al descubrir las proteínas bacterianas que eliminan las células asesinas, 'Hemos identificado posibles dianas terapéuticas que podrían allanar el camino para una nueva clase de medicamentos antimicrobianos, "Sugiere Lieberman.
"Tenemos una gran crisis de resistencia a los antibióticos en este momento debido a que la mayoría de los medicamentos que tratan enfermedades como la tuberculosis o la listeria, o patógenos como E. coli, no son efectivos, "dijo Sriram Chandrasekaran, Doctor, coautor principal del estudio de la U-M, en un comunicado de prensa. "Entonces, Existe una gran necesidad de averiguar cómo funciona el sistema inmunológico. Esperamos diseñar un fármaco que persiga las bacterias de forma similar ".
En tono rimbombante, no importa cuántas veces los investigadores expusieron las bacterias a la granzima B, la bacteria no desarrolló resistencia a su ataque fatal. Es posible que la única forma en que las bacterias puedan sobrevivir sea camuflándose para que las células asesinas no puedan "verlas" y disparar granzima B hacia ellas.
Lieberman ahora está buscando los mecanismos específicos por los cuales las bacterias podrían evadir las células asesinas. También está investigando cómo las "vías de muerte" similares tienen efecto en hongos y parásitos, como los que causan la malaria.
