Dirigido a las infecciones crónicas y a las bacterias mortales
Un investigador de la UH examina el mecanismo de autodigestión en las células persistentes
Un profesor de ingeniería de la Universidad de Houston está examinando el ciclo de vida de las células persistentes resistentes a los medicamentos en las infecciones recurrentes para encontrar una manera de destruirlas. Las células persistentes son subpoblaciones celulares no crecientes que se observan en muchas bacterias patógenas y ciertamente hacen honor a su nombre - persisten, y no se ven perturbadas en lo más mínimo por los medicamentos actuales. Los científicos creen que causan la recurrencia de problemas de salud crónicos como infecciones de las vías respiratorias en pacientes con fibrosis quística, infecciones del tracto urinario y tuberculosis.
"Si sabemos cómo se forman las células persistentes, podemos dirigir sus mecanismos de formación para eliminar estos tipos de células peligrosas", dijo Mehmet Orman, profesor adjunto de ingeniería química y biomolecular, que está utilizando una subvención de 1,9 millones de dólares del Instituto Nacional de Alergia y Enfermedades Infecciosas para explorar las células persistentes.
Orman cree que la autodigestión, o autofagia, estimula la formación de persistencia. En la autodigestión, las células reciclan las moléculas de energía esenciales comiendo sus propias proteínas, lípidos u otros trozos para mantenerse vivas o sobrevivir temporalmente en condiciones de hambre. La autodigestión se desencadena por condiciones de estrés extracelular, como el agotamiento de nutrientes, la hipoxia y la superpoblación.
Orman trazará un mapa de los mecanismos relacionados con la autodigestión en E. coli para entender cómo se relaciona la autodigestión con la formación de células persistentes. Luego, explorará terapéuticamente estos mecanismos para identificar los compuestos químicos que pueden eliminar las células persistentes.
"El mapeo de esta amplia vía bacteriana, desde su desencadenante exógeno inicial, pasando por su transducción de señales, hasta la fuente de tolerancia a los antibióticos, nos permitirá desarrollar terapias afectivas anti-persistentes", dijo Orman.
La autodigestión inflige daño a las células y puede hacer que las células estén inactivas, poniéndolas en un modo de sueño, y estas células inactivas no se ven afectadas por los antibióticos. La bacteria es menos apta para producir proteínas y reanudar el crecimiento al exponerse a nutrientes frescos, proporcionando una protección temporal contra los antibióticos hasta que se repare el daño autoinfligido.
Desde una perspectiva evolutiva, la autodigestión es un importante mecanismo de supervivencia. Este complejo proceso, orquestado por muchas proteínas y enzimas reguladoras, ha sido bien documentado en las células de los mamíferos, pero en gran medida ignorado en las bacterias. "Al integrar nuestra experiencia en biología de células bacterianas con las avanzadas tecnologías actuales, pretendemos descifrar los componentes clave de esta vía para proporcionar una imagen clara y muy necesaria de los mecanismos de autodigestión de las bacterias", dijo Orman.
Orman, él mismo, es persistente. Anteriormente desarrolló métodos para medir directamente el metabolismo de las células persistentes. También ha descubierto que los persistentes se derivan en su mayoría de células de fase estacionaria con altas actividades metabólicas mantenidas por la autodigestión.
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