Brucelosis en la mira
Brucelosis en la mira
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Agencia CyTA-Instituto Leloir
20/10/2007
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Brucelosis en la mira

La bacteria que causa la brucelosis despliega un mecanismo para controlar el número de glucosas -un tipo de azúcar- presente en una molécula denominada “glucano cíclico”, que es producida por esa bacteria y que es un factor clave en su virulencia. Así lo demostraron científicos argentinos y, de esa manera, lograron avanzar un paso más hacia el conocimiento de esa enfermedad que afecta en especial al ganado bovino y a los seres humanos.

El trabajo fue liderado por el doctor Rodolfo Ugalde, del Instituto de Investigaciones Biotecnológicas de la Universidad Nacional de San Martín (UNSAM). La meta fue estudiar en detalle cómo se las arregla la bacteria Brucella abortus -conocida porque, entre otros efectos nocivos, causa el aborto de terneros- para atacar.

Anillos de azúcares

“Demostramos que Brucella posee un novedoso sistema a través del cual es capaz de controlar el número de glucosas y, por lo tanto, el tamaño del anillo de azúcares formado por una enzima llamada “glucano cíclico sintasa”. Brucella es capaz de ‘contar’ el número de glucosas que se incorporan permitiendo la formación de solo aquellas moléculas con el número exacto de azúcares”, explicó Andrés Ciocchini, quien es autor principal del artículo publicado la semana pasada en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

El descubrimiento -en el que también participaron Soledad Guidolin y Nora Iñón de Iannino- es novedoso a escala internacional. Los investigadores demostraron que la “glucano cíclico sintasa” tiene dos funciones: “No sólo es capaz de producir los polisacáridos cíclicos sino también de controlar el tamaño de la estructura en forma de anillo”, enfatiza Ciocchini, quien es doctor en Biología Molecular y Biotecnología de la UNSAM.

En el trabajo también colaboraron Adriana Casabuono y Alicia Couto, del Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono del Conicet y la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA.

El investigador detalló que esa enzima está formada por dos grandes partes: un módulo responsable de la producción de los “glucanos cíclicos” y otra región capaz de ejercer el control del tamaño de los mismos a través de una nueva actividad enzimática. La glucano cíclico sintasa es una enzima de gran tamaño -la más grande hallada en bacterias- que el premio Nobel Luis Federico Leloir comenzó a estudiar en los años 70.

¿Cómo lograron descubrir ese mecanismo? Los científicos realizaron experimentos con bacterias modificadas genéticamente y hallaron que una región de la proteína glucano cíclico sintasa no era requerida para la síntesis del “anillo de azúcares” pero si, para el control de su tamaño.

“Es decir, sin esa región la enzima produce glucanos pero más grandes. El paso siguiente era determinar como esta región esta implicada en dicho control y ahí fue cuando descubrimos la presencia de una nueva actividad enzimática involucrada en este sistema de control”, agregó Ciocchini.

Incógnita sobre los efectos

En la actualidad, el equipo del doctor Rodolfo Ugalde investiga cual es la importancia biológica del control del tamaño de los glucanos cíclicos. “Buscamos, determinar por qué es tan importante para Brucella controlar tan ‘finamente’ el tamaño de estas moléculas”, agregó el experto.

Si bien los investigadores aún desconocen qué consecuencia tiene el tamaño de los glucanos cíclicos en la virulencia de la bacteria, saben que representa un factor importante en la virulencia de Brucella. Ciocchini explica que debido a su estructura circular tan particular, estos azúcares son capaces de unirse a regiones de las células ricas en colesterol donde “generan ciertos disturbios que son aprovechados por la bacteria para establecer una infección exitosa y causar la brucelosis”.

“Es de esperar que un cambio en el tamaño o número de azúcares de los glucanos cíclicos genere un cambio en la estructura que podría alterar la capacidad de ejercer su acción sobre la célula infectada”, sugirió el investigador.

La bacteria Brucella abortus tiene varias estrategias para persistir por períodos prolongados en el tiempo en las células hospedadoras. Así, logra contrarrestar las defensas inmunológicas y aumenta las chances de transmitirse cada vez a más animales y saltar la barrera hacia el ser humano. El desafío ahora para los científicos es descubrir cuáles son las estrategias para evitar su persistencia y propagación.

Consultado sobre los alcances de la investigación el doctor Armando Parodi, director del laboratorio de Glicobiología del Instituto Leloir, señaló: “el trabajo del grupo que lidera Rodolfo Ugalde viene a responde a una vieja pregunta que nos hacemos los que trabajamos en la biología de los azúcares: ¿cómo hace una célula para controlar el tamaño de los polisacáridos?”

“Estos compuestos no son sintetizados siguiendo un molde, como el RNA o el DNA sino simplemente por el agregado de una unidad de monosacárido (en este caso la glucosa), una detrás de otra. Entonces, ¿por qué los polisacáridos, en vez de tener un tamaño infinito, se componen de un número bien preciso de unidades de monosacáridos?”, reflexiona Parodi. “El grupo del doctor Ugalde encontró una forma -en este caso, la primera conocida- que utilizan las células para controlar el tamaño de los polisacáridos. La misma proteína que se encarga del agregado de las glucosas tiene, asimismo, una actividad que la hace responsable de quitarlas”, continúa Parodi.

“Es dable imaginar que cuando la cadena del polisacárido llega, por su longitud, a la región con la actividad ‘removedora’ de glucosas, ésta impedirá que el polisacárido se alargue de manera indefinida”, señaló el especialista, que es investigador superior del Conicet.

Más allá de la Brucella, “este trabajo es un ejemplo brillante de como en biología toda pregunta tiene su respuesta. El único problema es encontrarla”, concluye el investigador.

Un poco de luz

La bacteria que provoca el aborto de fetos en el ganado bovino, y que se transmite a seres humanos provocando desde dolores de cabeza y fiebre hasta problemas neurológicos, esconde cada vez menos secretos.

En los últimos meses se han realizado diferentes avances en este campo. Sin ir más lejos, en septiembre un trabajo liderado por científicos argentinos describió por primera vez otro mecanismo que Brucella abortus pone en juego para infectar a las células huésped: por medio de la luz, esa bacteria activa su virulencia.

En el descubrimiento, publicado en la prestigiosa revista Science, participaron el argentino Roberto Bogomolni, del departamento de Química y Bioquímica de la Universidad de California; el grupo liderado por Fernando Goldbaum, del Instituto Leloir; y el equipo de Rodolfo Ugalde, de la Universidad Nacional de San Martín (UNSAM).

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