Investigadores de la Universidad de Alabama descubren conocimientos críticos sobre los sistemas inmunológicos bacterianos
Investigadores de la Universidad de Alabama descubrieron cómo una bacteria común de la piel protege contra los virus al aprovechar los procesos celulares que normalmente no se consideran parte de ningún sistema inmunológico.
Este descubrimiento constituye otro hito en la comprensión de cómo aprovechar los virus bacterianos para combatir las infecciones resistentes a los antibióticos.
Un sistema inmunológico en Estafilococo bacterias investigadores de UA estudiados no funcionan por sí solos. En su lugar, colabora con otras enzimas dentro de la célula para montar una defensa eficaz contra la infección viral, según un artículo publicado en la revista eLife .
Dr. Asma Hatoum-Aslan, profesora asistente de ciencias biológicas de la UA, y una de sus estudiantes graduadas, Lucy Chou-Zheng, son coautores del artículo.
"El trabajo tiene muchas consecuencias de largo alcance", dijo Hatoum-Aslan. "Esta investigación básica ofrece un primer vistazo de cómo un importante sistema defensivo bacteriano moviliza otras partes de la célula en momentos de necesidad".
El cuerpo humano alberga todo tipo de bacterias y los virus que los atacan, llamados fagos. Existe un conocimiento limitado sobre lo que transpira entre los fagos y sus huéspedes bacterianos dentro del microbioma.
Algunos fagos son letales para sus anfitriones y constituyen candidatos atractivos que algún día podrían complementar o reemplazar los antibióticos. Sin embargo, las defensas bacterianas amenazan con socavar la efectividad de los antimicrobianos basados en fagos.
"Dado que se están explorando los fagos como alternativas a los antibióticos convencionales, es esencial entender con precisión cómo funcionan los sistemas inmunitarios bacterianos y cómo interactúan con su entorno inmediato, especialmente en bacterias patógenas", dijo Hatoum-Aslan. "Además, los estudios detallados de nivel molecular de este tipo suelen proporcionar un terreno fértil para la concepción y el desarrollo de nuevas biotecnologías".
En el pasado, la investigación centrada en la carrera armamentística perpetua entre bacterias y fagos condujo a descubrimientos innovadores, como el sistema inmunológico comúnmente denominado CRISPR-Cas, que desde entonces provocó una revolución en la edición del genoma.
Los sistemas CRISPR-Cas son secuencias de código genético dentro de las bacterias con la capacidad de almacenar fragmentos del genoma del fago, lo que permite a la célula "recordar" a los invasores del pasado. Cuando se encuentra de nuevo un invasor de fagos con código coincidente, las enzimas asociadas a CRISPR cortan las secuencias genéticas invasoras y destruyen el fago.
Los científicos pueden manipular este proceso defensivo para editar el código genético en una amplia gama de organismos, incluidos los humanos.
Seis tipos de sistemas CRISPR-Cas utilizan el mismo mecanismo básico para identificar invasores extranjeros y destruirlos. Los investigadores de la UA estudiaron los sistemas Tipo III CRISPR-Cas, entre los más difundidos en la naturaleza. También son importantes porque forman una barrera casi impenetrable para la infección por fagos, a diferencia de otros tipos de CRISPR-Cas.
El equipo descubrió un nuevo mecanismo de cooperación entre un sistema modelo CRISPR-Cas en Staphylococcus epidermidis conocido como CRISPR-Cas10, y el degradosoma, una máquina genética degradante que normalmente realiza funciones de limpieza, como Reciclaje de código genético dañado. En lugar de actuar como módulos independientes, estos sistemas han evolucionado para coordinarse entre sí para defenderse de los fagos invasores.
"Anticipamos que las ideas mecanicistas básicas reveladas por nuestro estudio facilitarán los esfuerzos para desarrollar antimicrobianos más efectivos basados en fagos y pueden inspirar nuevas tecnologías basadas en CRISPR-Cas10", dijo Hatoum-Aslan.
Esta historia apareció originalmente en el sitio web de la Universidad de Alabama.
(Cortesía de Alabama NewsCenter)
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