Descubren un mecanismo clave en la infección del neumococo

El neumococo –Streptococcus pneumoniae- es un habitante normal de nasofaringe, sobre todo en niños, y en ciertas condiciones que aún no se conocen, produce infecciones menores y muy comunes como sinusitis y otitis, pero también infecciones severas como pulmonía, bacteriemia -presencia de bacterias en sangre- y meningitis, que causa aproximadamente un millón y medio de muertes al año mundialmente, [según datos de la OMS, de 2005].

En la Argentina, el neumococo es la bacteria que más frecuentemente causa neumonía y meningitis en pediatría. Además, este patógeno es la principal causa de sepsis después del periodo neonatal, y de las 50 mil neumonías que se registran en el país anualmente, la mitad son producidas por el neumococo causando la muerte de 500 niños por año, según publica aquí el Ministerio de Salud de la Nación.

En una reciente publicación de investigadores del Centro de Investigación en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI, CONICET- Universidad Nacional de Córdoba), en la prestigiosa revista PLOS Pathogens, junto a colegas del Instituto Fundación Leloir en nuestro país, como así también investigadores de Uruguay, Estados Unidos e India, descubrieron un mecanismo molecular que es relevante para que la bacteria sobreviva en células de alveolo pulmonar.

Suicidio o supervivencia, las dos opciones que permiten a la bacteria infectar

Cuando el neumococo es ingerido por células epiteliales de mucosa respiratoria, normalmente ésta lo envuelve en vesículas ácidas que forma con su membrana para degradar la bacteria en citoplasma, proceso conocido como endocitosis. Esta es una de las primeras barreras de defensa que debe superar la bacteria para infectar tejidos. En este trabajo, se describe que la respuesta al estrés del neumococo se divide en dos opciones antagónicas.

Por un lado, este patógeno desarrolla un mecanismo de supervivencia transitoria dentro de la célula hospedadora, lo que le permitiría invadir a otras células y establecer la infección. Otra opción que presenta el neumococo ante el estrés ácido es disparar una respuesta suicida induciendo autolisis –muerte por ruptura de su membrana-, y liberar una toxina muy potente denominada neumolisina que daña los tejidos infectados.

“Para que una bacteria logre responder a situaciones de estrés, ésta debe sufrir un cambio en la expresión de los genes que codifican para proteínas involucradas en el proceso adaptativo. Para ello, debe existir un mecanismo de regulación génica, y el neumococo, como otros patógenos bacterianos, utiliza sistemas de transducción de señales que responden a los cambios ambientales para sobrevivir en las células del hospedador”, explica José Echenique, investigador independiente de CONICET en el CIBICI y director del trabajo.

En bacterias son muy conocidos los sistemas de dos componentes: una proteína con actividad quinasa y anclada en la membrana percibe los cambios ambientales y dispara una señal (fosforilación) a otra proteína reguladora, que funciona como un factor de transcripción en el citoplasma para regular la expresión de genes que están implicados en la adaptación fisiológica al medio en que se encuentra.

“En uno de los reguladores de estos sistemas de señalización del neumococo, llamado ComE, encontramos que, en la respuesta al estrés ácido, no está activado por su correspondiente histidina quinasa ComD, sino que interviene StkP, una serina/treonina quinasa que activa a ComE por fosforilación, lo que le permite regular más de 100  genes para adaptarse al estrés. Entre ellos, identificamos genes involucrados en la síntesis de pared celular, la producción de peróxido de hidrogeno y tolerancia al estrés oxidativo”, explica Echenique.

“Este tipo de señalización- agrega- es conocida como crosstalk -comunicación cruzada- y es un hallazgo importante ya que hasta el momento sólo había tres casos conocidos de serina/treonina quinasas que activan a un regulador de respuesta en bacterias”.

“Mientras el neumococo sobrevive varias horas dentro de las células del alveolo pulmonar, los anticuerpos y células del sistema inmune no pueden atacarlo. Tampoco tienen acceso los antibióticos extracelulares como la penicilina, utilizado normalmente para el tratamiento de enfermedades neumocócicas, lo que facilita al proceso infeccioso del neumococo. Conocer el mecanismo de la patogénesis del neumococo permite el estudio de nuevos blancos para el desarrollo de antibióticos y vacunas”, confía Echenique.