Los enterococos son microbios resistentes que prosperan en el tracto gastrointestinal de casi todos los animales terrestres. incluido el nuestro, y generalmente no causan daño. Pero su dureza los ha convertido últimamente en las principales causas de infecciones resistentes a múltiples fármacos, especialmente en entornos como los hospitales donde el uso de antibióticos altera el equilibrio natural de los microbios intestinales.

Así que el descubrimiento de una nueva toxina en una cepa de Enterococcus está despertando la atención de los científicos. Aislado de heces de vaca muestreadas en una granja de Carolina del Sur, Se encontró inesperadamente que el insecto transportaba una toxina parecida a la toxina que causa el botulismo. El hallazgo fue publicado el 25 de enero en la revista. Anfitrión celular y microbio .

"Esta es la primera vez que se encuentra una neurotoxina botulínica fuera de Clostridium botulinum, y no solo la toxina, sino una unidad completa que contiene la toxina y las proteínas asociadas que evitan que la toxina se degrade en el tracto gastrointestinal, "dice Min Dong, Doctor, científico del Departamento de Urología del Boston Children's Hospital y de la Facultad de Medicina de Harvard y uno de los expertos mundiales en toxinas botulínicas.

La toxina apodado BoNT / En, es la novena toxina botulínica descrita. (El pasado agosto, Dong y sus colegas informaron el octavo, BoNT / X, hecho por C. botulinum y la primera toxina botulínica nueva que se encuentra en cerca de 50 años.

¿Deberíamos tener miedo?

No, al menos no todavía, dice Sicai Zhang, Doctor, un becario postdoctoral en el laboratorio de Dong y uno de los tres primeros coautores del nuevo informe.

"Afortunadamente, el aislado enterocócico que lleva la toxina sigue siendo susceptible a antibióticos clave, "señala Zhang." Sólo se encontró una vez en un solo animal, y no se observaron signos de la enfermedad del botulismo ".

Cuando Sicai y su colega Jie Zhang, Doctor, probó la toxina en roedores en el laboratorio, tuvo poco o ningún efecto. Solo cuando manipularon la toxina para apuntar mejor a las neuronas de ratones y ratas, se volvió potente, apagando la función nerviosa y causando parálisis.

¿La BoNT / En es tóxica para los humanos? El laboratorio de Dong ahora lo está probando en neuronas humanas cultivadas para averiguarlo.

Dando el salto

¿Cómo podría esta toxina botulínica saltar de una especie bacteriana a otra? Equipos liderados por colaboradores de Dong, Michael Gilmore, Doctor, en Massachusetts Eye and Ear y Harvard Medical School, y Andrew Doxey, Doctor, en la Universidad de Waterloo, encontró que los genes de la toxina botulínica BoNT / En eran transportados por un plásmido.

Los plásmidos son estructuras móviles que contienen ADN independientemente de los cromosomas, y se puede cambiar de una bacteria a otra. Los plásmidos son bastante comunes en los enterococos:de hecho, se han asociado con la adquisición de resistencia a la vancomicina, un antibiótico de último recurso, y transferencia de resistencia al temible Staphylococcus aureus.

Esta capacidad de intercambiar genes es lo que preocupa a los científicos. ¿Podría una potente toxina de C. botulinum terminan en un resistente a múltiples fármacos E. faecium ¿cepa? Ahora parece teóricamente posible.

"Enterococcus es un eje central para la transferencia de genes dentro del intestino, y eso lo hace potencialmente aterrador, "dice Dong.

En la granja

El laboratorio de Gilmore secuenció la toxina productora E. faecium cepa como parte de una búsqueda mucho más amplia de los orígenes de la resistencia a los antibióticos enterocócicos y la capacidad de causar enfermedades.

"No buscábamos una neurotoxina en E. faecium , "dice Francois Lebreton, Doctor, otro co-primer autor del artículo que se especializa en examinar las secuencias del genoma de estos microbios. "No había ninguna razón para sospechar de su existencia".

Lebreton ha estado investigando la evolución de los enterococos desde sus orígenes comensales del Paleozoico hasta su surgimiento como una amenaza hospitalaria.

"En agricultura intensiva, Se administran antibióticos a los animales de granja para promover el aumento de peso en instalaciones a menudo abarrotadas. Creemos que esto crea un entorno en el intestino animal que permite que los enterococos resistentes a los antibióticos prosperen y entren en contacto con los humanos. ", explica." Sabemos que la alta resistencia a los antibióticos E. faecium La cepa que combatimos en el hospital está muy relacionada con las cepas que se encuentran en el tracto gastrointestinal de los animales criados en granjas ".

De la granja a la computadora

Introduzca el bioinformático Andrew Doxey, Doctor, cuyo laboratorio en la Universidad de Waterloo se especializa en extraer datos del genoma para descubrir nuevas toxinas y genes de virulencia. Analizando el recién secuenciado E. faecium genoma Los programas informáticos del laboratorio detectaron rápidamente la secuencia genética de la nueva toxina botulínica.

"La forma en que descubrimos esta toxina mediante métodos computacionales es diferente a la forma en que solían identificarse las toxinas en el pasado, y puede convertirse en un enfoque estándar en el biomonitoreo ", dice Doxey." Representa la colaboración científica y el intercambio de datos en su máxima expresión ".

¿Una tormenta perfecta?

La toxina recién descubierta genera cierta preocupación de que la toxina botulínica pueda aparecer en enterococos resistentes a los antibióticos. tal vez derivado de la transferencia de genes en el intestino de un animal que alberga tanto C. botulinum y Enterococcus.

"Este es un descubrimiento único de una neurotoxina botulínica en una bacteria que es omnipresente en los animales y constituye un problema grave para la salud humana". "dice Lebreton." E. faecium está en las entrañas de casi todos los humanos; es extremadamente resistente y sobrevive a muchas tensiones, a menudo se incluyen esfuerzos para desinfectar las superficies de los hospitales. Un hospital adaptado, resistente a los antibióticos, Un insecto difícil de matar que lleva una neurotoxina sería el peor de los casos ".

Se desconoce exactamente a qué animal se dirige esta novena toxina botulínica. El laboratorio de Gilmore continúa expandiéndose y estudiando su colección de aislamientos de enterococos. "La mayor parte de lo que sabemos sobre Enterococcus proviene de las pocas cepas que circulan en el hospital, "dice Lebreton." Es posible que BoNT / En, o incluso otras toxinas novedosas, aparecerá en otros enterococos aislados de la naturaleza. Simplemente nunca los buscamos antes ".