Un tipo de proteína de clamidia manipula las células humanas de dos formas diferentes

Cuando Chlamydia trachomatis, la bacteria que causa una de las infecciones de transmisión sexual más comunes en todo el mundo, infecta una célula humana, secuestra partes del host para construir capas protectoras a su alrededor.

Dentro de esta improvisada fortaleza el bicho crece y se reproduce, eventualmente estallando en busca de un nuevo objetivo y matando a la célula huésped. Si bien los científicos saben desde hace años que la clamidia se protege a sí misma de esta manera, les faltaba la mecánica hasta ahora.

Investigadores de la Universidad de Duke y el Laboratorio de Biología Molecular MRC en Cambridge, REINO UNIDO, han demostrado que una proteína de clamidia, conocido como ChlaDUB1, es capaz de manipular células humanas de dos formas diferentes, al menos uno de los cuales parece ser esencial para prosperar dentro de su anfitrión.

Los hallazgos que aparecieron esta semana en Microbiología de la naturaleza podría allanar el camino para tratar la clamidia con menos antibióticos.

Los biólogos estructurales dirigidos por David Komander del Laboratorio MRC de Biología Molecular y expertos en clamidia en la Universidad de Duke colaboraron en el estudio. Inicialmente, Komander y el becario postdoctoral Jonathan Pruneda, ahora es profesor asistente en la Universidad de Ciencias y Salud de Oregon, se comunicó con el profesor Raphael Valdivia de Duke, Vicedecano de Ciencias Básicas, para discutir la proteína ChlaDUB1, en el que había trabajado antes el equipo de Valdivia.

ChlaDUB1 pertenece a una clase de proteínas generadas por Chlamydia para interrumpir la función de la célula huésped. Komander, Pruneda, y sus colegas encontraron que la proteína es una enzima, una deubiquitinasa, que elimina la ubiquitina, una pequeña proteína que las células humanas unen a otras proteínas para activarlas o para indicar que esas proteínas deben romperse. Las células humanas usan ubiquitina para enviar señales, muchos de los cuales son importantes para las respuestas inflamatorias a patógenos como la clamidia.

El grupo de Komander determinó a través de un estudio adicional de la forma de la enzima ChlaDUB1 que también puede modificar proteínas con acetilación para interrumpir las alarmas que generan las células humanas para combatir infecciones.

"En lugar de producir dos proteínas, uno que tiene actividad deubiquitinasa y otro separado que tiene actividad de acetilación, lo han combinado en la misma proteína, "dijo el coautor Robert Bastidas, profesor asistente de investigación que forma parte del grupo de Valdivia en Duke.

La clamidia se diferencia de otras bacterias en que no puede sobrevivir por sí sola fuera de una célula humana. Bastidas explicó. Dijo que es probable que el error haya eliminado grandes partes de su genoma para sobrevivir mejor dentro de las células huésped. Él plantea la hipótesis de que la bacteria ahorra espacio con esta proteína mezclada, la única proteína de clamidia que tiene estas dos funciones.

Si bien estaba claro que ChlaDUB1 era capaz de ambas funciones, Bastidas y sus colegas de Duke querían saber qué estaba haciendo la enzima dentro de su huésped durante la infección por clamidia. Los investigadores infectaron células humanas con clamidia de tipo salvaje, así como con cepas mutantes que albergan copias defectuosas de ChlaDUB1.

Una vez que la clamidia ha construido su fortaleza dentro de la célula huésped, rompe el aparato de Golgi de la célula huésped y maniobra las piezas a su alrededor. El aparato de Golgi es un compartimento celular que normalmente permanece cerca del núcleo de la célula y modifica las proteínas añadiendo azúcares que sirven como etiquetas de equipaje que indican si las proteínas deben ir a la membrana plasmática oa algún otro compartimento celular. No está claro por qué la bacteria se rodea de trozos de Golgi, quizás para usar los azúcares y las grasas para su propio crecimiento, pero es la única bacteria conocida que lo hace.

En los ensayos de infección de los científicos, la clamidia de tipo salvaje cortó el Golgi como de costumbre. Pero cuando se infecta con un insecto que transporta una enzima mutante, el Golgi de las células humanas permaneció intacto, lo que sugiere que la actividad de ChlaDUB1 es necesaria para este aspecto de la infección por Chlamydia.

Bastidas también plantea la hipótesis de que la capacidad de ChlaDUB1 para eliminar la ubiquitina de las proteínas del huésped protege a la clamidia de la respuesta inflamatoria del huésped.

Próximo, los investigadores quieren encontrar un fármaco que interrumpa específicamente la función de ChlaDUB1, lo que ralentiza la capacidad de las bacterias para combatir el ataque del sistema inmunológico del huésped. "Si desarrollamos estos inhibidores y son lo suficientemente específicos, entonces no tendremos que usar antibióticos "o al menos usar menos de ellos, dijo Bastidas.

En un mundo donde el uso de antibióticos puede generar resistencia a los antibióticos o alterar el delicado microbioma de la vagina y el tracto urinario, donde la clamidia prefiere residir, Bastidas dice que una terapia más personalizada podría resultar una mejor herramienta para combatir las infecciones.

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