Investigadores del Instituto Quadram han identificado genes que codifican una versión no descubierta previamente de la neurotoxina botulínica en bacterias del intestino de una vaca.

Esta es la primera vez que se ha encontrado un grupo intacto de genes para producir neurotoxina botulínica fuera de la bacteria Clostridium botulinum o sus parientes cercanos. y sólo el segundo informe de una nueva toxina botulínica en los últimos 40 años.

Clostridium botulinum es un patógeno peligroso que forma la toxina botulínica altamente potente, que cuando se ingiere provoca botulismo, una enfermedad neuroparalítica mortal. Pero la neurotoxina botulínica ahora también se usa en una variedad de procedimientos médicos, así como con fines cosméticos. El descubrimiento de este nuevo tipo de neurotoxina botulínica, de una fuente inesperada, tiene el potencial de ampliar aún más la gama de usos médicos.

Los genes que codifican la proteína de la toxina botulínica junto con las proteínas accesorias que protegen la toxina botulínica y aseguran su funcionamiento. están organizados como un grupo de genes. En una nueva investigación, publicado en la revista Letras FEBS , Los científicos del Instituto Quadram llevaron a cabo una búsqueda en la base de datos de la secuencia del genoma completo del Centro Nacional de Información Biotecnológica. Utilizando técnicas bioinformáticas, Dr. Jason Brunt y Dr. Andrew Carter, trabajando con el profesor Mike Peck y la Dra. Sandra Stringer, examinó esta base de datos en busca de otras entradas que fueran similares a las proteínas predichas que produciría el gen de la toxina botulínica. El estudio fue financiado por el Consejo de Investigación en Biotecnología y Ciencias Biológicas.

Esta búsqueda identificó un grupo de genes no descubierto previamente que codifica una nueva neurotoxina botulínica y proteínas accesorias en el genoma de una especie de bacteria Enterococcus aislada de heces de vaca.

La bacteria Enterococcus habitualmente habita en el tracto gastrointestinal de animales y humanos. Algunos son comensales formando parte del microbioma normal que puebla el intestino. Se sabe que otros causan enfermedades. Esta cepa en particular se aisló de heces de vaca en los EE. UU. pero no se sabe si la vaca mostraba signos de botulismo. El análisis sugiere que es probable que el grupo de genes se exprese activamente y produzca la toxina, por lo que el equipo de investigación está interesado en realizar más investigaciones para comprender qué efectos tiene el transporte de esta bacteria en los animales.

Además de comprender las implicaciones de encontrar esta nueva variante del grupo de genes del botulismo en una especie de bacteria intestinal no clostridial, el equipo está interesado en explorar cómo podría ayudar a desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades. Los investigadores han encontrado indicios a partir del modelado de estructuras tridimensionales de que esta nueva versión de la toxina puede poseer un mecanismo de dirección novedoso. lo que podría permitirle tratar una gama más amplia de afecciones.

"Una vez expresada como proteína, esta nueva neurotoxina puede poseer propiedades novedosas, como sus propiedades inmunomoduladoras, lo que lo hace útil para una amplia gama de problemas médicos. También puede tener propiedades que lo conviertan en un candidato ideal para su uso como alternativa a las neurotoxinas botulínicas existentes, como el Botox ", dijo el Dr. Jason Brunt.

"Es una pregunta intrigante cómo esta cepa de Enterococcus adquirió un grupo de genes de neurotoxina botulínica, qué beneficio aporta a esta bacteria, y se requiere más trabajo para explorar las implicaciones de nuestro importante hallazgo con respecto a la posibilidad de su transferencia entre bacterias. También se requiere más trabajo para caracterizar esta nueva toxina, pero las primeras indicaciones son que esto puede ser un descubrimiento muy significativo. Ahora determinaremos la potencia de esta nueva toxina botulínica y cómo se puede utilizar como agente terapéutico. "dijo el Dr. Andrew Carter.