SE DESCIFRA LA OBTENCIÓN DE LÍPIDOS DE UNA DE LAS BACTERIAS CAUSANTE DE LA NEUMONÍA

Alrededor del 30% de las neumonías atípicas y otras infecciones respiratorias, especialmente en niños, son provocadas por la bacteria Mycoplasma pneumoniae. Para sobrevivir, este tipo de bacteria necesita lípidos de su huésped, como el colesterol. Los investigadores Ignacio Fita y Achilleas Frangakis del Instituto de Biología Molecular de Barcelona del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IBMB-CSIC) y del Instituto Buckman de Alemania, respectivamente, lideraron un nuevo estudio en el que han participado Josep Julve, Noemi Rotllan y Joan Carles Escolà -Gil del Instituto de Investigación del Hospital de la Santa Creu i Sant Pau y CIBERDEM participaron para identificar la proteína con la que se encuentra M.

La investigación describe la estructura y las capacidades de la proteína P116 y se publicó en la revista Nature Structural and Molecular Biology. En el trabajo también participaron investigadores del Instituto Max Planck de Alemania, el Instituto de Investigación del Hospital de la Santa Creu i Sant Pau, la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) y el CIBER de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERDEM).

Mycoplasma pneumoniae es un patógeno humano intracelular facultativo que causa neumonía y que puede provocar efectos sistémicos graves. A diferencia de otros patógenos respiratorios, no existe una vacuna aprobada contra él. Las especies de micoplasmas carecen de pared celular y tienen los genomas más pequeños conocidos. M. pneumoniae, con un genoma de 816 kb, es un organismo modelo para una célula mínima. Muchas de las rutas metabólicas que se requieren para sintetizar productos esenciales están ausentes, lo que hace necesaria la absorción por mecanismos especializados. De hecho, M. pneumoniaeno puede sintetizar varios de los lípidos que son componentes importantes de la membrana celular, como la esfingomielina, la fosfatidilcolina y el colesterol. En cambio, debe tomar lípidos del ambiente del huésped y adapta su composición de membrana dependiendo del medio in vitro. El colesterol en particular, que está presente solo en unos pocos procariotas, es esencial para las células de M. pneumoniae y varias otras especies de Mycoplasma. Es el lípido más abundante en las membranas, representando del 35 al 50% de la fracción lipídica total. Se ha demostrado que M. pneumoniae sobrevive a largo plazo en placas ateroscleróticas ricas en colesterol. Para otras bacterias clínicamente relevantes que usan colesterol, como Borrelia burgdorferi o Helicobacter pylori, el mecanismo de captación sigue siendo esquivo.

En este trabajo se reporta la caracterización estructural y funcional de P116. Se informó originalmente que esta proteína contribuía a la adhesión de la célula huésped. Además, P116 es una proteína esencial para la viabilidad de las células de M. pneumoniaey es fuertemente inmunogénica, lo que la convierte en un objetivo terapéutico prometedor. A pesar del papel esencial de P116, el genoma de M. pneumoniae contiene solo una copia de mpn_213 (gen que codifica P116) y, en promedio, solo 34 copias de la proteína están presentes en M. pneumoniae. Por el contrario, la proteína más inmunogénica, P1, no es esencial, tiene múltiples copias de genes presentes en el genoma y tiene un número de copias 20 veces mayor. Para dilucidar el papel de P116, primero se determina la estructura del ectodominio mediante microscopía crioelectrónica de una sola partícula (cryoEM). Hasta donde se sabe, esta estructura representa un pliegue previamente no caracterizado (sin coincidencias en el banco de datos de proteínas) que presenta una cavidad hidrofóbica excepcionalmente grande que es totalmente accesible al solvente. Usando espectrometría de masas, se identificaron varios lípidos diferentes (incluido el colesterol) unidos a P116, algunos de los cuales son esenciales y coinciden con las densidades observadas en la cavidad hidrofóbica. Sobre la base de estos hallazgos, se describe el mecanismo por el cual Mycoplasma spp. extrae lípidos del medio ambiente y posiblemente también los depositan en su propia membrana, lo que explica el papel esencial de P116 en la supervivencia de M. pneumoniae células.

Estos hallazgos podrían proporcionar nuevas vías terapéuticas para prevenir la función de la proteína P116 y, en consecuencia, la capacidad de M. pneumoniae para propagar infecciones. También proponen diversas aplicaciones de la biotecnología”, añade David Vizarraga, investigador del IBMB-CSIC y uno de los firmantes originales del documento junto con Lasse Sprankel del Instituto Buckman (Alemania).

Fuentes: BioTech, Nature, CIBERDEM.