Una toxina producida por una bacteria que causa infecciones del tracto urinario está relacionada con:pero diferente en formas clave de, la toxina que causa la tos ferina, según una nueva investigación. Los resultados, que se publicará en la edición del 8 de septiembre de La revista de química biológica , podría ayudar en el desarrollo de nuevas vacunas.

El ingrediente clave de la vacuna existente contra la tos ferina, o tos ferina, es una forma inactiva de la toxina pertussis. La toxina activa de la tos ferina actúa ingresando a los glóbulos blancos y modificando químicamente una categoría de proteínas G, que son moléculas de señalización esenciales. Estas proteínas G modificadas ya no pueden unirse a sus receptores, que interrumpe la señalización esencial dentro de la célula, inhabilitando localmente la respuesta inmune y permitiendo que las bacterias proliferen. La toxina pertussis inactiva que se encuentra en la vacuna le enseña al sistema inmunológico a evitar este silenciamiento.

Muchas bacterias producen proteínas similares a la toxina de la tos ferina, pero se sabe relativamente poco sobre lo que hacen o cómo funcionan. Un equipo de investigación supervisado por Jamie Rossjohn en la Universidad de Monash en Melbourne, Australia, estaba interesado en investigar la diversidad de toxinas parecidas a la tos ferina poco estudiadas y ver qué se podía aprender de ellas.

"[La toxina de la pertusis] es una molécula realmente asombrosa, y ha sido muy esencial en la vacuna contra la tos ferina, "dijo Dene Littler, el investigador que dirigió el trabajo. "Me entusiasmó mucho la idea de que podría haber otras formas de esta toxina en otras bacterias, quizás en bacterias que causan infecciones crónicas a largo plazo donde es muy necesario que las bacterias apaguen el sistema inmunológico para poder vivir ".

Littler y sus colegas buscaron secuencias de ADN similares a las que codifican la toxina pertussis entre los genomas publicados de bacterias. Encontraron una serie de secuencias de toxinas similares a la tos ferina en los genomas del subconjunto de cepas de E. coli que pueden vivir de manera benigna en el intestino pero causar síntomas si ingresan a la sangre o al tracto urinario. Esta fue una pista de que las toxinas similares a la tos ferina están muy extendidas entre los patógenos. E. coli , pero se desconocía si el E. coli toxina similar a la tos ferina, o EcPlt, funciona de la misma manera que lo hace la toxina pertussis.

"Estaba particularmente interesado en lo que sucedió una vez que las toxinas [producidas por E. coli ] estaban dentro de la celda, "Dijo Littler. Muchos estudios de toxinas bacterianas examinan cómo las toxinas entran por primera vez en las células y el efecto en la célula, no precisamente cómo cambia la toxina (y cómo se modifica) el entorno intracelular.

El equipo llevó a cabo estudios bioquímicos sobre EcPlt de una cepa bacteriana que causa infecciones del tracto urinario. Produjeron el primer informe de la forma activa de EcPlt dentro de las células humanas, describiendo cómo el entorno químico dentro de la célula hizo que la proteína cambiara de forma y se activara.

También encontraron que, aunque EcPlt modifica la misma proteína G e interrumpe la misma vía de señalización que lo hace la toxina pertussis, lo hace de una manera ligeramente diferente. La toxina de la tos ferina es capaz de modificar sólo un aminoácido específico en su objetivo de proteína G humana; si ese aminoácido cambia, la proteína G ya no se ve afectada por la toxina de la tos ferina. EcPlt, por otra parte, modificó un aminoácido diferente pero interrumpió de manera similar la señalización de la proteína G.

"Quizás la forma en que la tos ferina hace [esta modificación] es simplemente más difícil de deshacer para las células humanas, "Littler dijo, especular sobre por qué la tos ferina causada por la toxina pertussis es una enfermedad más grave que las infecciones del tracto urinario causadas por bacterias productoras de EcPlt.

Littler tiene la esperanza de que comprender la diversidad natural de toxinas similares a la tos ferina podría ayudar a mejorar las vacunas existentes y crear otras nuevas.

"Nuestras estructuras de toxinas ayudan a identificar cómo funcionan las toxinas similares a la tos ferina y ayudan a definir formas de producir versiones inactivas, "Dijo Littler." El componente de la toxina de la tos ferina de la vacuna DTaP es muy exitoso. Las vacunas dirigidas contra otras proteínas similares a la tos ferina podrían ser igualmente eficaces para prevenir enfermedades ".