Salmonella sigue dando señales

Un grupo de investigadores del IBR, descubrieron que un determinado tipo de ácidos grasos presentes en el contenido de la dieta humana, actúan como señales inhibitorias que intervienen en el proceso de invasión de la bacteria Salmonella enterica en el organismo infectado.

El hallazgo abre las puertas para el diseño de nuevos fármacos para combatir a este importante patógeno, asociado a infecciones humanas causadas por la contaminación de alimentos, aguas y el contacto con animales domésticos. Además de su potencial aplicación en medicina humana, los investigadores proponen un modelo por el cual un sensor biológico presente en la membrana plasmática de S. enterica reconoce señales que optimizan su adaptación a los diferentes hábitats del tracto gastrointestinal. Esta adaptación ecológica permitiría que los factores de virulencia, sintetizados por S. enterica y que neutralizan las defensas del organismo infectado, sean producidos en compartimentos celulares pobres en ácidos grasos, favoreciendo así su supervivencia y diseminación.

El trabajo liderado por el grupo de Eleonora García Véscovi, investigadora del CONICET, del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR-CONICET-UNR), conjuntamente con el grupo dirigido por Ricardo L. Furlán, del departamento de Farmacognosia, de la Facultad de Bioquímica y Farmacia (UNR), fue publicado recientemente en el Journal of Biological Chemistry y destacado por el editor en “ScienceSignaling”.

Según estimaciones de la Organización Mundial de la Salud, anualmente se registran en el mundo alrededor de 21 millones de personas infectadas con Salmonella, de las cuales entre 200.000 a 600.000 son casos fatales. Por lo que, interpretar cómo la bacteria logra colonizar, sobrevivir y multiplicarse evadiendo las defensas del organismo infectado es un área de investigación muy competitiva a nivel mundial, ya que no existe un tratamiento específico o vacuna efectiva para tratar la salmonellosis.

Desarrollo y estrategia

“Adicionalmente al resultado en sí mismo, lo interesante del desarrollo de este trabajo fue la estrategia, cómo hicimos para encontrarlo. Ricardo Furlán, doctor en Química e investigador del CONICET, nos proveyó de una colección de extractos de compuestos de origen vegetal, y en conjunto, diseñamos una metodología de rastreo que nos permitió detectar fácilmente si los compuestos tenían o no actividad biológica sobre este sistema que prende o apaga el programa de virulencia de Salmonella. Una de las moléculas clave identificada en estos experimentos fue el ácido linoleico, un ácido graso esencial para el organismo humano”, comenta García Véscovi.

Como en casi todo descubrimiento, durante el camino hacia el objetivo final, es donde aparecen datos novedosos, que marcan un quiebre y reorientan la investigación.
Este fue el caso de García Véscovi y Furlán, quienes en pleno rastreo de compuestos naturales y químicamente modificados, con la intención de ampliar la diversidad funcional de los mismos, incorporándoles nuevas actividades, de modo de hallar un compuesto que sirva como fármaco, hallaron una molécula de origen natural que Salmonella detectaría a su paso en el interior del organismo al que infecta. Por ello, este es un descubrimiento de interés para la comunidad científica, debido al gran impacto que produce en el conocimiento de los mecanismos que utiliza Salmonella para desarrollar la patología.

El modelo propone que Salmonella es capaz de “sentir” mediante un “aparato detector” los ácidos grasos insaturados del medio ambiente externo y en respuesta a esto, la bacteria reacciona y reprograma la expresión de sus genes, subraya la investigadora, quien hace más de 20 años está abocada a desentrañar los mecanismos que hacen de Salmonella una bacteria patogénica.

Y agrega, “sabemos que Salmonella ingresa por boca mediante aguas o alimentos contaminados, y especulamos que una vez en el tracto gastro-intestinal los ácido grasos insaturados encuentran a la bacteria cuando ésta toma contacto con el contenido biliar, y en el interior del intestino. Reafirmando esta idea, existe una asociación demostrada entre la presencia de cálculos biliares y el estado de portador crónico de Salmonella, esto implica que la bacteria subsiste en ese medio que es la bilis. Seguimos estudiando para determinar en que medios fisiológicos Salmonella encuentra ácidos grasos insaturados”.

A nivel mundial, la emergencia de cepas de Salmonella multiresistentes al tratamiento con antibióticos ha agudizado la necesidad de identificar y/o desarrollar nuevos compuestos antimicrobianos con blancos de acción diferentes a los utilizados actualmente.

Según Diego de Mendoza, investigador del CONICET, especialista en el tema, “este trabajo representa un ejemplo, ilustrando que la interacción de investigadores que utilizan estrategias experimentales complementarias, tales como química combinatoria y biología molecular, es muy poderosa para descubrir nuevas moléculas involucradas en el mecanismo de infección de organismos patógenos para el hombre. Esto realza la importancia de esta investigación, porque podría dar lugar al descubrimiento de nuevos antibióticos”.

Por otra parte, a partir de estos resultados, la investigación también intenta profundizar en la descripción de características mecanísticas, ya que se estudiarán las bases moleculares de cómo el “detector” bacteriano interactúa reconociendo específicamente al ácido graso. “Obteniendo las bases moleculares tendríamos nuevos elementos para diseñar moléculas con potencial farmacológico y la llave maestra que maneja la virulencia de la bacteria. En cuanto a la metodología de rastreo de nuevas moléculas antimicrobianas, este estudio ha sido el punta-pié inicial: lo que tenemos hasta el momento es una prueba de principio de la estrategia, escalable, fácil de automatizar o robotizar para hacer la búsqueda orientada de compuestos con un blanco, para Salmonella y aplicable a otros patógenos”, concluye la investigadora.