Lejos de centrarse únicamente en cómo las bacterias “encienden” su poder infeccioso, un estudio realizado por investigadores del Conicet pone el foco en un aspecto menos explorado pero igual de decisivo: cómo y cuándo lo “apagan”.
Comprender ese momento puede ser determinante para desarrollar intervenciones capaces de frenar su avance, en enfermedades claves incluso para la producción animal, como la brucelosis.
En ese sentido, el equipo del Laboratorio de Microbiología Molecular y Celular de la Fundación Instituto Leloir, dirigido por Ángeles Zorreguieta, identificó dos proteínas hasta ahora no caracterizadas de la bacteria Brucella.
Según publicaron en la revista Scientific Reports, estas proteínas actuarían como sensores de hierro y manganeso dentro de la célula infectada.
Cuando detectan la presencia de esos metales, envían la señal para “apagar” los genes que sintetizan factores de virulencia, es decir, aquellas proteínas que permiten al patógeno resistir las defensas celulares.
Brucelosis: las claves para prevenir una enfermedad que también afecta a las personas
En otras palabras, la bacteria interpreta que ya alcanzó un entorno seguro —el retículo endoplasmático— y cambia al modo “ahorro de energía”, dejando de producir factores de ataque para concentrar sus recursos en replicarse.
“La identificación de un nexo entre la regulación de homeostasis de metales y factores de virulencia dentro de las células del sistema inmune propone un mecanismo molecular de adaptación intracelular para esta bacteria”, resaltó a la Agencia CyTA-Leloir, Rodrigo Sieira, investigador del CONICET, quien junto a Zorreguieta lideró el trabajo y tiene como primer autor al becario doctoral Gastón Amato.
“Este mecanismo propuesto tiene potencial utilidad para el diseño de futuras estrategias para tratar infecciones agudas”, añadió Sieira.
Cabe recordar que la brucelosis es una zoonosis que se transmite de animales a seres humanos y representa un problema de salud pública en la Argentina. En personas provoca fiebre, dolor de cabeza, sudoración excesiva, fatiga, debilidad y pérdida del apetito, entre otros síntomas.
En el plano productivo, el impacto es significativo: afecta al ganado bovino, caprino y porcino. Si bien existen vacunas para prevenirla en vacas y cabras, no están disponibles para cerdos ni para humanos.
A nivel mundial se reportan alrededor de 500 mil casos anuales y se estima que unas 2.400 millones de personas están en riesgo de contraerla.
En ese contexto, comprender los mecanismos finos que utiliza la bacteria para adaptarse y multiplicarse dentro del hospedador no solo es un avance científico, sino también una pieza estratégica para el desarrollo de nuevas herramientas de control.
Para avanzar en el estudio, el grupo utilizó herramientas de bioinformática con el objetivo de identificar proteínas clave que controlan la expresión de los genes de virulencia. Analizaron regiones regulatorias de genes que la bacteria activa cuando ingresa a una célula del sistema inmune.
“Buscamos allí aquellas secuencias de ADN que se repiten y eso nos condujo a la identificación de secuencias similares a sitios de unión para factores de transcripción de la familia Fur”, explicó Sieira.
Los reguladores Fur son proteínas que detectan metales. Cuando esto ocurre, se unen al ADN y silencian los genes encargados de incorporarlos. “Eso evita que estos lleguen a concentraciones tóxicas para la bacteria”, aseguró el investigador.
Los experimentos demostraron que Mur y Fur4 —dos proteínas de la familia Fur— apagan genes esenciales para la virulencia de Brucella cuando se agrega hierro o manganeso en cultivos de laboratorio.
“Vimos que Mur y Fur4 los apagan una vez que ya no son necesarios, luego de que la bacteria evitó la degradación de los lisosomas y empezó a replicarse en la célula hospedadora”, describió Sieira. En cepas modificadas que carecen de estas proteínas, los genes de virulencia permanecen activos por más tiempo.
“Nuestros experimentos sugieren que las proteínas Mur y Fur4 detectan fluctuaciones en la disponibilidad de metales durante la transición desde un ambiente hostil, ácido y carente de nutrientes, hacia condiciones favorables para la replicación”, resaltó Sieira.
Así, Brucella reprime genes que ya cumplieron su función y evita un gasto energético innecesario en su síntesis y ensamblado.
A partir de este hallazgo, los investigadores vislumbran una posible debilidad del patógeno. Si se lograra diseñar tratamientos capaces de “engañar” a estos sensores, forzando el apagado prematuro de los genes de virulencia o impidiendo que se enciendan, se podría otorgar una ventaja decisiva al sistema inmune del paciente. Un avance que, de concretarse, tendría impacto tanto en salud pública como en la producción animal.