Un patógeno de transmisión sexual, al descubierto


Mycoplasma genitalium es responsable de diversas patologías urogenitales

Investigadores del IBB-UAB y del IBMB-CSIC han descubierto el mecanismo mediante el cual la bacteria Mycoplasma genitalium (Mge) se adhiere a las células humanas. Este patógeno humano de transmisión sexual es responsable de diversas patologías del tracto urogenital. El descubrimiento abre las puertas a definir nuevas estrategias terapéuticas contra este patógeno emergente que está desarrollando resistencia a la mayoría de los antibióticos disponibles.


Òscar Quijada-Pich, investigador de l’IBB-UAB (izquierda) i David Aparicio, de l’IBMB-CSIC.

Investigadores del Institut de Biologia Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC) y del Institut de Biotecnologia i Biomedicina (IBB-UAB) han descubierto el mecanismo mediante el cual la bacteria Mycoplasma genitalium (Mge) se adhiere a les células humanes. Esta adhesión es esencial para que se establezca  la infección y posteriormente se desarrolle la enfermedad.

El trabajo, publicado en la revista Nature Communications, ha sido liderado per Ignacio Fita, profesor de investigación de la Unidad de Biología Estructural del IBMB-CSIC,Òscar Quijada y Jaume Piñol, del laboratorio de Biología Molecular de la IBB-UAB. El primer autor del trabajo, David Aparicio, es investigador postdoctoral en el IBMB-CSIC.Mge es un patógeno emergente responsable de diversas infecciones genitourinarias. En hombres, es una de les principales causas de uretritis (15-20%) y en mujeres, se ha asociado a cuadros de cervicitis, enfermedad inflamatoria pélvica (PID), parto prematuro y aborto espontáneo.

Hasta ahora, se sabía que la adhesión de la bacteria al tracto genitourinario tenía lugar por medio de unas proteínas, denominadas adhesinas, que reconocen receptores específicos en la superficie de las células humanas. En el caso de Mg, se ha podido identificar ahora a esos receptores celulares, unas moléculas que se conocen genéricamente con el nombre de ácidos siálicos. Otros patógenos importantes como el virus de la gripe también utilizan los ácidos siálicos como receptores para unirse a las células.

Con la ayuda del sincrotrón ALBA

En este estudio, los investigadores del IBMB-CSIC han determinado la estructura tridimensional de la adhesina P110 de Mge unida a los receptores celulares: “Hemos hecho cristales que contenían la adhesina P110 unida a ácidos siálicos y los hemos difractado con rayos X, lo que nos ha permitido determinar la posición exacta de los átomos en la proteína, definiendo la estructura en tres dimensiones y cómo reconoce específicamente al receptor“, explica David Aparicio. La obtención de los datos experimentales de difracción de rayos X se ha llevado a cabo utilizando la estación de trabajo “Xaloc” del Sincrotrón ALBA en Cerdanyola del Vallès. En paralelo, científicos del IBB-UAB han realizado estudios in vivo con células humanas y han demostrado que mutaciones en sitios concretos de la proteína P110 impiden la unión de Mge, confirmando la información derivada de la estructura tridimensional.

Los resultados permiten entender las bases moleculares de la unión de Mge a las células humanas. “Por un lado, hemos conseguido información clave sobre el proceso de colonización,  ósea sobre la toma de contacto del patógeno con las células humanas. Por otro lado, esta información permite desarrollar fármacos alternativos a los antibióticos capaces de bloquear la adhesión de Mge a las células, tales como moléculas que mimetizan los receptores celulares, o que estimulen la formación de anticuerpos que inhiban la función de las adhesinas”, explica Òscar Quijada, investigador del IBB.

Los resultados de esta investigación ya han propiciado la solicitud de una patente internacional y se ha iniciado una colaboración con el servicio y el grupo de investigación en microbiología del Campus Vall d’Hebron con el objetivo de luchar contra la aparición de resistencias a los tratamientos con antibióticos.

Imágenes de microscopia electrónica de transmisión, donde se observa la bacteria Mycoplasma genitalium (Mge) adherida a la superficie de una célula humana (imágenes superiores) y penetrando al interior de estas células (imágenes inferiores). La imagen ha sido editada para facilitar la identificación del micoplasma (coloreado en azul).

Resistencia a antibióticos

En la actualidad, las infecciones de Mge son tan frecuentes como las de gonorrea, una de las infecciones de transmisión sexual más conocidas. Además, Mge se está convirtiendo en lo que se denomina una super-bacteria por su resistencia a casi todos los antibióticos disponibles, por lo que pronto podríamos llegar a quedarnos sin alternativas terapéuticas. Entender los mecanismos que permiten la infección debería poder ayudar a definir nuevos tratamientos para combatirla.

La resistencia a antibióticos es un problema cada vez más frecuente. Mediante modificaciones genéticas, muchos microorganismos son capaces de desarrollar rápidamente resistencias a los antibióticos y continuar por tanto proliferando. A pesar de que esto es un proceso natural, el mal uso y el abuso de medicamentos está acelerando y agravando la situación.

Dado que Mge está desarrollando resistencia a todos los antibióticos disponibles, encontrar una estrategia terapéutica alternativa es especialmente relevante. Los resultados obtenidos son esenciales para el diseño de nuevos fármacos, ya que permiten definir la adhesión a escala molecular.


REFERENCIA:

Article: David Aparicio, Sergi Torres-Puig, Mercè Ratera, Enrique Querol, Jaume Piñol, Oscar Quijada-Pich, and Ignacio Fita. Mycoplasma genitalium adhesin P110 binds sialic-acid human receptorsNature Communications DOI 10.1038 / s41467-018-06963-i

 

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