El avance podría conducir a nuevas estrategias de tratamiento para estas infecciones, que pueden ser fatales en personas con sistemas inmunológicos comprometidos, dijeron los investigadores. El estudio fue realizado por científicos del laboratorio de Michael Manson, profesor de biociencias moleculares en la Facultad de Ciencias Naturales.
Los resultados del estudio fueron publicados en la revista científica Nature Microbiology.
Los investigadores estaban estudiando la evolución de las bacterias cuando comenzaron a examinar un ancestro de algas de Legionella y Coxiella. Se dieron cuenta de que este antiguo organismo todavía existe dentro de ciertas especies de ameba, lo que les permitió observar de cerca cómo interactúa con su huésped.
"Este descubrimiento nos permitió ver el mecanismo de patogénesis en tiempo real, con detalle a nivel atómico", dijo Manson.
La coautora Amy Edwards, profesora asistente de biociencias moleculares, dijo que la investigación podría tener profundas implicaciones para el campo de la microbiología y para el diseño de fármacos utilizados para combatir estas infecciones.
"Cambia la forma en que miramos a estos organismos", dijo Edwards. "Destaca la biología fundamental que subyace a la supervivencia de importantes patógenos humanos".
Legionella y Coxiella son las causas más comunes de neumonía bacteriana transmitida por el agua en los Estados Unidos y causan infecciones potencialmente mortales que requieren terapia con antibióticos. Legionella es también la causa más común de neumonía bacteriana adquirida en el hospital.
Para causar enfermedades, Legionella y Coxiella deben ingresar a las células humanas y replicarse dentro de esas células. Lo hacen utilizando un "sistema de secreción tipo IV" especializado, una máquina molecular que les permite inyectar proteínas en sus células huésped. Este sistema también lo utilizan otros patógenos, como la clamidia y la E. coli patógena.
Utilizando cristalografía de rayos X y microscopía electrónica, los investigadores determinaron la estructura molecular precisa del sistema de secreción del ancestro de las algas, lo que les permitió identificar su objetivo molecular.
Los resultados apuntan a una posible estrategia terapéutica para tratar las infecciones causadas por Legionella y Coxiella:el desarrollo de fármacos que inhiban el sistema de secreción e impidan que las bacterias entren en las células humanas.
"Los inhibidores de moléculas pequeñas que se dirigen a este sistema de secreción podrían proporcionar nuevas terapias para tratar o prevenir infecciones bacterianas devastadoras", dijo Manson.
Actualmente, los investigadores están explorando posibles fármacos candidatos y esperan llevar nuevas estrategias de tratamiento a la clínica en el futuro.
