Un estudio identifica un gen que permite que la clamidia recoja el ADN del entorno del huésped

Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, chlamydia trachomatis es la enfermedad bacteriana de transmisión sexual más comúnmente reportada en los EE. UU. totalizando 1,7 millones de casos en 2017. Las tasas son más altas entre adolescentes y adultos jóvenes. Si no se trata, la clamidia puede causar ceguera y esterilidad. Más allá de los EE. UU., La clamidia es la principal infección bacteriana de transmisión sexual en todo el mundo.

Un artículo reciente de un equipo de biólogos moleculares con sede en la Universidad de Kansas identificó un gen que permite que la clamidia absorba el ADN de su entorno anfitrión.

Ahora, los principales antibióticos para tratar la clamidia son la doxiciclina y la azitromicina, pero son similares a lo que tomaría para el acné de espalda o una infección respiratoria, respectivamente. Esos medicamentos no solo afectan la clamidia, pero también afectan a muchos otros microbios, incluyendo su microbioma. Entonces, si bien existen suficientes medicamentos para eliminar la infección por clamidia, también está potencialmente alterando su flora natural. Desarrollar un tratamiento que pueda ser específico para la clamidia es de gran importancia. Estamos aprendiendo cada vez más sobre la homeostasis de su intestino, de la microflora de tu cuerpo, eso es importante para la salud.

Autor principal Scott LaBrie, estudiante de doctorado en el Departamento de Biociencias Moleculares de KU

Los colaboradores de LaBrie en la investigación presentada en mBio eran estudiantes de posgrado de KU Zoë Dimond, Kelly Harrison, Srishti Baid, el científico postdoctoral Jason Wickstrum, y con P. Scott Hefty, profesor de biociencias moleculares. Los investigadores de KU del Hefty Lab también trabajaron con el coautor Robert Suchland de la Universidad de Washington.

"Para causar enfermedades, La clamidia debe ingresar a una célula huésped y protegerse de las defensas del huésped, mientras que también se replica en grandes cantidades para que pueda extenderse a las células circundantes. ", dijo el autor correspondiente Hefty." Los mecanismos que muchas bacterias utilizan para causar enfermedades a menudo se adquieren al compartir y tomar nuevo ADN, la molécula que forma los genes de un organismo. Hasta ahora, no se ha entendido bien cómo la clamidia adquiere nuevo ADN. Sin embargo, utilizando una nueva herramienta genética, este artículo identificó un gen que permite a la clamidia obtener nuevo ADN de su entorno ".

El equipo de investigación utilizó una herramienta genética llamada "mutagénesis de transposones" que genera una mutación en un solo gen. Los investigadores alteraron más de 80 genes en el cromosoma de la bacteria clamidia, luego se observaron efectos sobre el crecimiento y la infección.

"Hay aproximadamente 1, 000 genes que potencialmente se pueden alterar, "LaBrie dijo." No se han desarrollado muchas herramientas genéticas para investigar la biología básica de la clamidia. Entonces, esto nos permite alterar genes individuales al azar y luego investigar cuál es el efecto o el fenotipo. Eso puede resaltar la importancia de ese gen y el papel que podría desempeñar en la capacidad del organismo para causar enfermedades ".

LaBrie comparó las pruebas de la funcionalidad de la clamidia a nivel molecular con experimentos en un vehículo militar.

"Ahí es donde entra esta herramienta, ", dijo." Yo lo comparo con un Humvee militar. Si no tenía idea de para qué era ese vehículo, es posible que pueda apagar sus faros. Y luego notarías que solo viaja durante el día, no de noche. Si haces estallar la llanta, puede que no vaya a ninguna parte. Entonces, si noqueas su arma, podría conducir por todo el lugar, pero no mata a nadie. Eso es lo que estamos haciendo con diferentes partes de clamidia:estamos eliminando diferentes componentes específicos, y luego observar cómo eso afecta su capacidad para replicar, o infectar y entrar en la célula huésped, o qué tan bien infecta al anfitrión en general ".

Usando este proceso de eliminación tanto en placas de Petri como en modelos de ratón, el equipo aisló un gen crítico en la clamidia que codifica una proteína que adquiere nuevo ADN de su entorno anfitrión, llamado "ct339".

"La mutación en este gen brindó la oportunidad de generar evidencia de que sin el gen intacto, la clamidia ya no podría adquirir nuevo material genético que ayude con la adaptación a su entorno, incluidas las defensas del anfitrión, "Dijo Hefty.

LaBrie llamó a la investigación "ladrillos fundamentales".

"Esperamos que esta herramienta pueda destacar diferentes genes y sus productos, que luego podrían destinarse a la terapéutica, ", dijo." Podría ser que dentro de esta biblioteca de mutantes hubiera algo que pudiera surgir como un mecanismo absoluto utilizado para la virulencia que luego podría ser dirigido, ya sea por algún fármaco que pueda unirse e inhibir que esa proteína lleve a cabo su función, o identificando algo que está en la superficie y que puede ser el objetivo de una vacuna. En general, esto es principalmente ciencia básica, pero podría ayudar a desarrollar objetivos para terapias futuras ".

LaBrie, quien es oriundo de Sacramento, California, y asistió a Haskell Indian Nations University para sus estudios de pregrado antes de venir a KU, dijo que esperaba obtener su doctorado la próxima primavera. Después, planea mudarse a Alaska con su esposa, donde pretende continuar su carrera investigadora.

• La exposición a dosis bajas de antibióticos puede tener un impacto importante en las bacterias intestinales
• Un estudio arroja luz sobre cómo los microbios intestinales humanos descomponen los alimentos procesados