Cómo los patógenos de la diarrea pasan al modo de ataque a temperatura corporal
Las bacterias no producen sustancias que causan enfermedades hasta que no han infectado un cuerpo caliente. Para ello, utilizan un termómetro especial. Los investigadores han analizado ahora el mecanismo exacto.
Con el uso de termómetros especiales, las bacterias detectan si están en un huésped de sangre caliente o no.
© RUB, Kramer
Muchos patógenos bacterianos excretan toxinas tan pronto como han entrado en el huésped para suprimir su respuesta inmunológica. Los investigadores de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) han analizado lo que sucede a nivel molecular cuando el patógeno de la diarrea Yersinia pseudotuberculosis pasa al modo de ataque. Para ello, examinaron los llamados termómetros de ARN, que indican a las bacterias si están en el huésped. En colaboración con colegas del Instituto Helmholtz de Investigación de Infecciones de Braunschweig, también mostraron que las bacterias con termómetros de ARN desactivados ya no pueden desencadenar una infección.
El termómetro de ARN se funde a 37 grados centígrados
"Sabíamos por estudios previos que las bacterias de Yersinia son muy sensibles a los cambios de temperatura y reconocen que se encuentran en su huésped en función de la temperatura corporal", dice el profesor Franz Narberhaus de la Cátedra de Biología Microbiana de la RUB. Los termómetros de ARN son responsables de la medición de la temperatura. Son secciones en el ARN mensajero de muchos genes que contienen el plano de las proteínas que causan enfermedades.
A bajas temperaturas, es decir, fuera del huésped, los termómetros de ARN impiden que el ARN sea leído y traducido en proteínas. Sólo después de una infección exitosa del huésped de sangre caliente, es decir, a una temperatura de alrededor de 37 grados centígrados, se funden las estructuras de ARN. Entonces se pueden escribir en proteínas que tienen un efecto dañino en el huésped. En la presente publicación, los científicos describen el mecanismo de fusión subyacente del termómetro de ARN para una de las toxinas de la pseudotuberculosis de Yersinia, la toxina CnfY.
Las bacterias con los termómetros no funcionales no causan enfermedades
El estudiante de doctorado Christian Twittenhoff de Bochum utilizó componentes celulares aislados del patógeno de la diarrea para mostrar qué estructura asume el termómetro de ARN para la toxina CnfY y dónde se derrite. El biólogo creó un modelo que documenta cómo se abre el termómetro. También muestra cómo el ribosoma - el componente celular en el que el ARN mensajero se traduce a una proteína - se acopla al ARN mensajero.
En cooperación con el grupo dirigido por la profesora Petra Dersch, anteriormente en el Instituto Helmholtz de Braunschweig, actualmente en la Universidad de Münster, los investigadores demostraron además el papel del termómetro de ARN en el proceso de la enfermedad. Infectaron a los ratones con la bacteria Yersinia que tenía termómetros de ARN en funcionamiento o termómetros de ARN inactivados que no podían derretirse a 37 grados centígrados. Las cepas bacterianas con termómetros de ARN modificados no pudieron enfermar a los ratones. "Los resultados han demostrado lo importante que pueden ser las secuencias reguladoras de ARN muy cortas para el curso exitoso de la infección de una bacteria", concluye Christian Twittenhoff, autor principal del estudio.
Mecanismos similares sospechados en otras bacterias
Christian Twittenhoff comparó el gen de la toxina CnfY con los genes de la toxina de otros patógenos utilizando métodos bioinformáticos. El análisis sugiere que otros genes de la toxina también podrían ser regulados por termómetros de ARN. "Aunque las secuencias son muy diferentes, somos capaces de predecir qué estructuras de ARN probablemente actúen como termómetros", explica.
"Los termómetros de ARN funcionan a través de un mecanismo muy simple, que probablemente ha demostrado su eficacia en el curso de la evolución y, por lo tanto, se ha desarrollado muchas veces y de forma independiente unos de otros", asume Franz Narberhaus. En principio, es posible prevenir la infección bacteriana evitando la fusión de tales estructuras de ARN. "Sin embargo, todavía no conocemos ninguna sustancia que congele los termómetros de ARN en estado cerrado", continúa Narberhaus.
Sobre el patógeno
El patógeno diarreico Yersinia pseudotuberculosis está estrechamente relacionado con el patógeno de la peste Yersinia pestis. La bacteria se transmite a través de alimentos contaminados. Tan pronto como llega al intestino del huésped de sangre caliente, segrega la llamada toxina CnfY, que desencadena reacciones inflamatorias agudas y aumenta el efecto de otras sustancias patógenas.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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