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En un nuevo estudio liderado por la Escuela de Salud Pública de Harvard (HSPH), los investigadores ofrecen una nueva explicación de por qué algunas bacterias de tuberculosis son más difíciles de tratar con antibióticos. El descubrimiento, que aparece en la última edición de la revista Science,. Los resultados podrían conducir a nuevas vías de desarrollo de fármacos contra la enfermedad.
Bree Aldridge, co-autor del estudio explica que la consecuencias de patrones simples e inesperados de crecimiento y división de las micobacterias, significa que algunas células bacterianas tienen la capacidad de sobrevivir frente a los antibióticos.
La tuberculosis causa la muerte a más de un millón y medio de personas cada año. Es una enfermedad difícil de tratar, el tratamiento actual es una combinación de antibióticos durante nueve meses, un régimen difícil de seguir para los pacientes y de administrar para el personal sanitario. Incluso después del tratamiento, algunas de las células infecciosas sobreviven durante largos periodos de tiempo.
Los investigadores de la HSPH, encabezados por Aldridge, se dispusieron a determinar lo que diferencia a una célula que vive de una que muere. Diseñaron una cámara única de microfluidos en el que crecieron células de Mycobacterium smegmatis (que se comportan de manera similar a las células de tuberculosis) y filmaron su crecimiento con un sistema de imágenes de células vivas.
Los investigadores pensaron que las células de M. smegmatis se dividen de forma regular en células hijas de igual tamaño, de forma similar a otras bacterias como la E. coli. Sin embargo, se sorprendieron al encontrar que las células hijas de M. smegmatis fueron extremadamente diversas, con un tamaño y tasas de crecimiento muy variables. Encontraron que esta diversidad se debe a que M. smegmatis crece de una manera inusual, alargando un solo extremo. Cuando una célula madre asimétrica se divide, crea células hijas que son muy diferentes una de otra en aspectos fundamentales, incluidas las propiedades de su crecimiento.
Los investigadores especularon que estas subpoblaciones fisiológicamente distintas de células se traducen en diferencias en la susceptibilidad a los antibióticos dirigidos a procesos esenciales para el crecimiento y la división. Para probar esta hipótesis, se trataron las células con diferentes tipos de antibióticos y observaron cómo respondieron las subpoblaciones de células hijas.
Los resultados mostraron que células hijas diferentes exhiben diferentes susceptibilidades a los tratamientos, una fuerte evidencia de que las poblaciones de células micobacterianas contienen células inherentemente tolerantes a los antibióticos, proporcionando una pieza importante del rompecabezas de por qué la tuberculosis es una enfermedad tan difícil de tratar.
"Es sorprendente descubrir que las micobacterias difieren de manera tan fundamental de otras bacterias tales como E. coli", dijo Fortune. Según el autor, es fácil suponer que la mayoría de las bacterias trabajan de manera similar. Si bien es cierto a veces, este estudio muestra que especies bacterianas, como el mycobacterium, pueden ser totalmente diferentes y por lo tanto requieren diferentes métodos de tratamiento.
Los investigadores esperan que estos hallazgos conduzcan al desarrollo de regímenes de tratamiento en el que los antibióticos se combinen para dirigirse específicamente a las subpoblaciones de células tolerantes.
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[post_excerpt] => La peculiar forma en que las células de Mycobacterium tuberculosis se dividen y crecen determina su susceptibilidad al tratamiento con fármacos
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Bree Aldridge, co-autor del estudio explica que la consecuencias de patrones simples e inesperados de crecimiento y división de las micobacterias, significa que algunas células bacterianas tienen la capacidad de sobrevivir frente a los antibióticos.
La tuberculosis causa la muerte a más de un millón y medio de personas cada año. Es una enfermedad difícil de tratar, el tratamiento actual es una combinación de antibióticos durante nueve meses, un régimen difícil de seguir para los pacientes y de administrar para el personal sanitario. Incluso después del tratamiento, algunas de las células infecciosas sobreviven durante largos periodos de tiempo.
Los investigadores de la HSPH, encabezados por Aldridge, se dispusieron a determinar lo que diferencia a una célula que vive de una que muere. Diseñaron una cámara única de microfluidos en el que crecieron células de Mycobacterium smegmatis (que se comportan de manera similar a las células de tuberculosis) y filmaron su crecimiento con un sistema de imágenes de células vivas.
Los investigadores pensaron que las células de M. smegmatis se dividen de forma regular en células hijas de igual tamaño, de forma similar a otras bacterias como la E. coli. Sin embargo, se sorprendieron al encontrar que las células hijas de M. smegmatis fueron extremadamente diversas, con un tamaño y tasas de crecimiento muy variables. Encontraron que esta diversidad se debe a que M. smegmatis crece de una manera inusual, alargando un solo extremo. Cuando una célula madre asimétrica se divide, crea células hijas que son muy diferentes una de otra en aspectos fundamentales, incluidas las propiedades de su crecimiento.
Los investigadores especularon que estas subpoblaciones fisiológicamente distintas de células se traducen en diferencias en la susceptibilidad a los antibióticos dirigidos a procesos esenciales para el crecimiento y la división. Para probar esta hipótesis, se trataron las células con diferentes tipos de antibióticos y observaron cómo respondieron las subpoblaciones de células hijas.
Los resultados mostraron que células hijas diferentes exhiben diferentes susceptibilidades a los tratamientos, una fuerte evidencia de que las poblaciones de células micobacterianas contienen células inherentemente tolerantes a los antibióticos, proporcionando una pieza importante del rompecabezas de por qué la tuberculosis es una enfermedad tan difícil de tratar.
"Es sorprendente descubrir que las micobacterias difieren de manera tan fundamental de otras bacterias tales como E. coli", dijo Fortune. Según el autor, es fácil suponer que la mayoría de las bacterias trabajan de manera similar. Si bien es cierto a veces, este estudio muestra que especies bacterianas, como el mycobacterium, pueden ser totalmente diferentes y por lo tanto requieren diferentes métodos de tratamiento.
Los investigadores esperan que estos hallazgos conduzcan al desarrollo de regímenes de tratamiento en el que los antibióticos se combinen para dirigirse específicamente a las subpoblaciones de células tolerantes.
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