Un equipo internacional de científicos, liderado por investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de California, San Diego, Estados Unidos, han identificado los genes que codifican una molécula que define al ‘Streptococcus’ del grupo A, una especie de bacterias patógenas responsables de más…
Un equipo internacional de científicos, liderado por investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de California, San Diego, Estados Unidos, han identificado los genes que codifican una molécula que define al 'Streptococcus' del grupo A, una especie de bacterias patógenas responsables de más de 700 millones de infecciones en todo el mundo cada año.
Los hallazgos, publicados en la edición digital de 'Cell Host & Microbe', arrojan nueva luz sobre cómo las bacterias de estreptococo resisten al sistema inmunológico humano y proporciona una nueva estrategia para diseñar una vacuna segura y eficaz contra la faringitis estreptocócica, la fascitis necrotizante y la enfermedad cardiaca reumática.
'La mayoría de las personas experimentan una o varias infecciones de garganta dolorosas por estreptococos cuando son niños o como adultos jóvenes', señala el autor principal, Victor Nizet, profesor de Pediatría y Farmacia de la Universidad de California. 'El desarrollo de una vacuna eficaz y segura contra el estreptococo podría prevenir este sufrimiento y reducir el tiempo y la productividad perdidos en la escuela y el trabajo, para lo que se estima un costo de 2.000 millones de dólares anuales', agrega.
Los esfuerzos por desarrollar una vacuna así se han visto obstaculizados por complejidades en relación a cómo el sistema inmunológico humano reacciona a la bacteria patógena. Concretamente, algunos pacientes con infecciones por estreptococo producen anticuerpos de reacción cruzada con su propio tejido valvular del corazón, dando lugar a fiebre reumática y daño al corazón. Aunque poco frecuente en Estados Unidos, la fiebre reumática sigue siendo común en algunos países en desarrollo y causa importante de discapacidad y muerte.
Este nuevo estudio sugiere una manera de evitar el daño de la respuesta autoinmune provocada por los estreptococos. Específicamente, los investigadores observaron que la pared celular del estreptococo está compuesta principalmente de una sola molécula conocida como carbohidrato del grupo A (GAC, por sus siglas en inglés) que, a su vez, se construye a partir de unidades de repetición de la bacteria del azúcar ramnosa y el azúcar similar al humano N-acetilglucosamina (GlcNAc).
La investigación anterior ha indicado que los azúcares GlcNAc presentes en GAC pueden ser responsables de promover la generación de anticuerpos que dañan el corazón en algunos pacientes. Nizet destaca que los últimos hallazgos corroboran este modelo y sugieren que la eliminación de la capacidad del patógeno para añadir azúcares GlcNAc en GAC podría ser la base de una vacuna segura.
'En este estudio, hemos descubierto los genes de los estreptococos responsables de la biosíntesis y el montaje de GAC, las moléculas que definen el patógeno en el diagnóstico clínico', afirma la primera autora, Nina van Sorge, becaria postdoctoral en UC San Diego, quien actualmente dirige su propio laboratorio en el Centro Médico Universitario de Utrecht, Países Bajos. 'Este descubrimiento nos permitió generar cepas bacterianas mutantes y estudiar la contribución de GAC a la enfermedad por estreptococo', añade.
Los investigadores encontraron que una cepa mutante del estreptococo que carece de la molécula GlcNAc en GAC mostró un crecimiento bacteriano normal y que expresa proteínas clave que se sabe que están asociadas con la virulencia del estreptococo fue exterminada fácilmente cuando se expuso a las células blancas de la sangre humana o suero. Esta bacteria mutante de estreptococo pierde la capacidad de producir una enfermedad grave en modelos de infección en animales.
'Nuestros estudios mostraron que el azúcar GlcNAc de GAC es un factor de virulencia crítico que permite a la bacteria estreptocócica propagarse en la sangre y en los tejidos --subraya van Sorge--. Esto es probablemente significativo para la raras, pero mortales, complicaciones de la infección por estreptococo, como la neumonía, la fascitis necrotizante y el síndrome de shock tóxico'.
Estos expertos también probaron una vía para eliminar GlcNAc de manera que una forma mutante de la bacteria con sólo ramnosa en GAC pudo purificarse y probarse como un antígeno de vacuna. 'Hemos demostrado que los anticuerpos producidos contra el antígeno mutante GAC ayudaron a los glóbulos blancos humanos a matar a los patógenos y los ratones quedaron protegidos de la infección letal por estreptococo,' revela Jason Cole, científico visitante de la Universidad de Queensland, Australia, y coautor principal del papel.
'Como GAC está presente en todas las cepas de estreptococo, esto puede representar un antígeno más seguro para su inclusión en una vacuna estreptocócica universal', añade. Estos investigadores planean evaular el nuevo antígeno modificado en comparación con otros candidatos para la vacuna contra la faringitis estreptocócica avanzada en primates no humanos a finales de este año en Atlanta, Georgia, Estados Unidos.