Descifran el mecanismo por el cual los fagos se destruyen las paredes bacterianas

Una investigación publicada este jueves en 'Plos Pathogens' revela cómo los virus llamados bacteriófagos destruyen la bacteria 'Clostridium difficile' ('C. Diff'), que se está convirtiendo en un problema grave en los hospitales y centros de salud por su resistencia a los antibióticos. El estudio, realizado por científicos del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL, por sus siglas en inglés) en Hamburgo, Alemania, en colaboración con el laboratorio de Arjan Narbad, en el Instituto de Investigación Alimentaria en Norwich, en Reino Unido, podría ayudar a lograr una nueva forma de luchar contra esta y otras bacterias diferente a los antibióticos.
"Nuestros hallazgos nos ayudarán a diseñar efectivos bacteriófagos específicos, no sólo para las infecciones por 'C. Diff' sino para una amplia gama de bacterias relacionadas con la salud humana, la agricultura y la industria alimentaria", afirma el director de este estudio, Rob Meijers, del EMBL. Las infecciones por 'Clostridium difficile', que pueden ser fatales, resultan actualmente muy difíciles de tratar, ya que la bacteria es particularmente insensible a muchos antibióticos. Una posible solución sería no usar antibióticos y emplear en su lugar bacteriófagos, virus que infectan sólo a las bacterias.
Los científicos saben que estos virus secuestran la maquinaria de lectura del ADN de una bacteria y la utilizan para crear muchos nuevos bacteriófagos y, entonces, empiezan a demoler la pared celular de la bacteria. Una vez que su pared comienza a romperse, la célula bacteriana ya no puede soportar su propia presión interna y explota, de forma que los virus recién formados se apresuran a encontrar nuevos huéspedes y la bacteria se destruye en ese proceso. Para aprovechar el poder de los bacteriófagos y desarrollar terapias eficaces contra bacterias como 'C.diff', los científicos necesitan saber exactamente cómo estos virus destruyen las paredes celulares bacterianas. Se conoce la existencia de las máquinas de demolición de los virus, las endolisinas, pero hasta ahora no estaba claro cómo se activan estas enzimas.
"Estas enzimas parecen cambiar de una forma alargada tensa, donde un par de endolisinas se unen entre sí, a un estado de relajación, donde las dos endolisinas yacen una al lado de la otra", explica Matthew Dunne, que llevó a cabo el trabajo. "El cambio de una forma a otra libera la actividad de la enzima, que a continuación empieza a degradar la pared celular", apostilla. Meijers y colaboradores descubrieron el cambio del estado de 'espera' al modo 'demolición' al determinar la estructura de endosilinas en 3 dimensiones utilizando cristalografía de rayos X y pequeño ángulo de dispersión de rayos X (SAXS) en el 'Deutsches Elektronen-Synchrotron' (DESY). Se compararon las estructuras de endolisinas de dos bacteriófagos diferentes, que se dirigen a distintos tipos de bacterias del género 'Clostridium': uno infecta 'C. Diff' y el otro destruye una especie de 'Clostridium'que causa defectos en la fermentación del queso.
Sorprendentemente, los científicos encontraron que las dos endolisinas comparten este mecanismo de activación común, a pesar de ser de diferentes especies de 'Clostridium'. Esto, concluye el equipo, es un indicador de que el cambio entre las enzimas de tensión a relajación es, probablemente, una táctica generalizada y, por lo tanto, podría utilizarse para activar otros virus aliados en la lucha contra otras bacterias resistentes a los antibióticos.