Respuesta de gen da señales para combatir la tuberculosis
Determinar que el gen CtpF –encargado de evitar la acumulación de calcio en las células de Mycobacterium tuberculosis– le permitiría a esta bacteria sobrevivir ante el ataque del sistema inmune, es un paso importante para desarrollar nuevas vacunas contra la enfermedad.
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| Foto: The Scientist Magazine |
Este estudio, realizado con el substituto Mycobacterium smegmatis por Cristian Rosales Hernández, magíster en Ciencias - Bioquímica de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), forma parte de una investigación en la que se busca proponer una metodología para evaluar si la proteína generada por dicho gen afecta o no el transporte de calcio hacia el interior de la bacteria.
La investigación se adelantó en un modelo que no representara los inconvenientes de bioseguridad que implica el trabajo con Mycobacterium tuberculosis directamente.
Durante el proceso infeccioso de la bacteria, la enfermedad se transmite por vía aérea cuando el paciente infectado con tuberculosis tose y estornuda, e incluso cuando habla; el microorganismo ingresa a los pulmones y desencadena la respuesta inmune, explica el investigador, pero aclara que en algunos casos dicha respuesta puede controlar la bacteria aunque no eliminarla, lo que la deja en un estado de latencia.
Así puede mantenerse durante años sin ocasionar síntomas, a menos de que ocurra una inmunosupresión, como la generada por el VIH, que la reactive. Mientras eso no pase, la bacteria mantiene una estrategia que le permite vivir tanto tiempo dentro del paciente sin ser eliminada mediante la expresión de distintos genes, entre los que se encuentra el CtpF, proteína de transporte en la que se centró este estudio.
Normalmente las células tienen un manto hidrofílico (que capta agua con facilidad) que las separa del mundo exterior, de modo que no todos los solutos pueden entrar a la célula y necesitan ciertas proteínas que se encargan de transportarlos de forma controlada, detalla el magíster sobre la tarea que el CtpF cumpliría a través de la membrana de las micobacterias con el calcio.
Dentro del estudio se quería confirmar este papel mediante una metodología para evaluar si la proteína afectaba o no el transporte de calcio hacia el interior de la bacteria.
Como era un estudio exploratorio decidimos trabajar en una cepa que no es propiamente Mycobacterium tuberculosis –contagiosa– sino con otra que se le parece mucho, pero que no necesita un nivel de bioseguridad tan alto para estudiarla, indica el investigador.
La elegida fue Mycobacterium smegmatis, que fue intervenida mediante un sistema construido por el investigador para que expresara el gen CtpF de M. tuberculosis.
Una vez allí se estudió la acumulación de calcio, sometiendo la bacteria a cantidades de este más altas que las del medio en que habita la tuberculosis, o incluso M. smegmatis, con el fin de ver si la proteína le ayudaba a tolerar esas concentraciones, señala.
La hipótesis era que si la proteína transportaba calcio las bacterias que la expresaran no lo iban a acumular tanto, porque se iba a remover o restablecer el nivel normal en la bacteria, algo que se corroboró al comparar una bacteria sin CtpF y otra que lo expresaba.
Se encontró que efectivamente M. smegmatis con Ctpf acumula menos calcio que la cepa silvestre, lo que quiere decir que la proteína sí está involucrada en mantener la concentración de calcio en la célula, asegura el magíster.
Enfermedad problemática
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), en 2017 la tuberculosis causó 1,3 millones de muertes, de las cuales 0,3 millones fueron de pacientes coinfectados con VIH.
Para tratar esta enfermedad se utilizan diversos compuestos quimioterapéuticos y la vacuna BCG, pero el surgimiento de cepas multirresistentes y extrarresistentes a los medicamentos, además de la eficacia variable de la vacuna, han dificultado su control convirtiéndola en una de las nueve causas de muerte más frecuentes en el mundo.
Debido a esta problemática, el trabajo del grupo de investigación Bioquímica y Biología Molecular de las Micobacterias de la UNAL –al que pertenece el investigador Rosales– se ha centrado en esta enfermedad infecciosa. De hecho, este estudio forma parte de un proyecto más grande que le apunta a encontrar nuevas formas de controlarla.
En este caso particular, el aporte que se hace es hacia la identificación de posibles dianas (objetivos) para el desarrollo de vacunas. El siguiente reto es replicar la metodología desarrollada con M. smegmatis en M. tuberculosis, algo que ya adelanta otra estudiante del grupo de investigación.
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