Un escudo natural contra infecciones
Científicos de Exactas UBA demostraron que una proteína que está presente en la superficie de algunas bacterias tiene propiedades antibióticas particulares. Probaron que este “enzibiótico” natural es efectivo contra microorganismos que provocan enfermedades humanas frecuentes. También postularon probables mecanismos de acción de esta sustancia.
Imagen de Lactobacillus acidophilus (bacteria con la que se prepara el yogur), uno de los microorganismos de los que se obtuvo la proteína S-Layer utilizada en los experimentos. Imagen: Doc. RNDr. Josef Reischig, CSc.
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Algunas especies bacterianas están envueltas por una cubierta externa, denominada S-layer (del inglés Surface-layer, que significa «capa superficial»). Se trata de una proteína que forma una especie de malla cristalina que envuelve a la bacteria en su parte más externa.
Diversos estudios analizaron qué funciones podría tener esta cubierta para el microorganismo. Así, algunos proponen que podría servirle como un escudo protector, o como una “faja” que le permite mantener su forma o, también, como un medio para adherirse a las células que quiere infectar.
Otras investigaciones, en cambio, están dirigidas a encontrar en las S-layers posibles usos para el ser humano. Es el caso de ciertos trabajos que se llevan a cabo desde hace algunos años en el Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA (IQUIBICEN).
Allí, demostraron que la S-layer es útil para eliminar metales del ambiente, matar larvas de mosquitos y como antibiótico. También, en ese Instituto probaron que la S-layer inhibe la infección por el virus Junín, responsable de la fiebre hemorrágica argentina.
Ahora, en un trabajo publicado en la revista científica International Journal of Biological Macromolecules, investigadores del IQUIBICEN dan cuenta de un nuevo avance en el estudio de esta singular proteína.
Probióticos bactericidas
No todas las bacterias poseen S-layer en su superficie. A su vez, la composición química de esta proteína varía entre las diferentes especies. Para sus experimentos, los investigadores utilizaron la S-layer de cuatro especies bacterianas distintas que se encuentran en algunos alimentos probióticos (alimentos que contienen microorganismos vivos que son beneficiosos para la salud).
Luego de aislar y purificar las cuatro proteínas, probaron la acción de cada una de ellas sobre tres bacterias patógenas responsables de graves infecciones intestinales (enterobacterias) y sobre una micobacteria utilizada como modelo para estudiar la tuberculosis.
“Si bien comprobamos que las cuatro S-layer no funcionan exactamente igual, encontramos que pueden disminuir casi un 80% la infección bacteriana, tanto en el caso de las enterobacterias como en el de la micobacteria”, revela la doctora Sandra Ruzal, investigadora del CONICET en el Laboratorio de Microbiología del IQUIBICEN.
Sandra Ruzal y Sandra Cordo. Foto: Exactas – comunicación
Pero el aspecto más original del trabajo consiste en haber desentrañado probables mecanismos de la acción antimicrobiana de las S-layer. Se sabe que muchos virus y bacterias utilizan ciertos receptores celulares para ingresar a las células e infectarlas. Por ejemplo: los virus HIV-1, Ébola, Junín, Dengue y la bacteria causante de la tuberculosis usan el receptor DC-SIGN para ese propósito.
“Constatamos que las S-layer ‘tapan’ los receptores DC-SIGN y, de esa manera, impidieron que las enterobacterias y la micobacteria que usamos en los experimentos entren a las células y las infecten”, consigna Sandra Cordo, investigadora del CONICET en el Laboratorio de Virología del IQUIBICEN.
Otro hallazgo significativo fue que las S-layer poseen actividad bactericida per se. Es decir, son capaces de matar a las bacterias. Y lo hacen mediante una alteración de la pared celular que envuelve al microorganismo. “Descubrimos que las S-layer actúan como enzimas, y que esa actividad enzimática afecta la pared celular bacteriana y dispara una serie de eventos moleculares que llevan a la muerte del microorganismo”, señala Ruzal.
“La doble actividad que estamos proponiendo como mecanismo de acción de las S-layer es la de antibiótico enzimático. Eso recibe el nombre de enzibiótico”, resume Cordo.
Según las investigadoras, se trata de antibióticos “de origen seguro” porque -aclaran- “provienen de bacterias que se vienen consumiendo desde hace miles de años en alimentos fermentados”.
De hecho, las S-layer utilizadas en los experimentos fueron obtenidas de Lactobacillus acidophilus (bacteria con la que se prepara el yogur), Lactobacillus helveticus (presente en algunos quesos), Lactobacillus brevis (componente del chucrut) y Lactobacillus kefiri (se encuentra en el kéfir).
“La naturaleza nos ofrece un montón de moléculas cuyas funciones todavía están poco estudiadas. En los últimos 50 años la ciencia se ha volcado más a generar productos sintéticos para tratar enfermedades y nosotros estamos volviendo un poco a las fuentes”, comenta Cordo, y remarca: “Es importante resaltar que este trabajo es fruto de la colaboración entre dos laboratorios y demuestra cómo se pueden potenciar dos disciplinas diferentes para el desarrollo de algo aplicado”.
Por su parte, Mariano Prado Acosta, investigador del CONICET en el Laboratorio de Microbiología y también autor del estudio científico, se encuentra en Nueva York profundizando esta línea de investigación.
