Salmonella: la señal menos pensada

Investigadores del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR, CONICET-UNR) descubrieron que determinados ácidos grasos, presentes en la dieta humana, actúan como señales que inhiben el proceso de invasión de la bacteria Salmonella enterica en el organismo infectado. El hallazgo abre las puertas para el diseño de nuevos fármacos para combatir este patógeno, asociado a infecciones humanas causadas por la contaminación de alimentos, aguas y el contacto con animales domésticos.

Los investigadores demostraron además que un sensor biológico en la membrana plasmática bacteriana reconoce señales que optimizan su adaptación a los diferentes hábitats del tracto gastrointestinal.

El trabajo fue liderado por el grupo de Eleonora García Véscovi, investigadora independiente del CONICET en el IBR, junto con el equipo de Ricardo L. Furlán, investigador independiente del CONICET en el departamento de Farmacognosia de la Universidad Nacional de Rosario (UNR). El estudio fue publicado recientemente en el Journal of Biological Chemistry y destacado por el editor de la revista Science Signaling.

“Además del resultado en sí mismo, lo interesante de este trabajo fue la estrategia. Ricardo Furlán nos proveyó de una colección de extractos de compuestos de origen vegetal y, en conjunto, diseñamos una metodología de rastreo que nos permitió detectar fácilmente si los compuestos tenían o no actividad biológica sobre este sistema que prende o apaga el programa de virulencia de Salmonella”, explica García Véscovi, quien agrega que una de las moléculas clave identificada en estos experimentos fue el ácido linoleico, un ácido graso esencial para el organismo humano.

Según estimaciones de la Organización Mundial de la Salud, anualmente se registran en el mundo alrededor de 21 millones de personas infectadas con Salmonella, de las cuales entre 200 mil a 600 mil son casos fatales. Por ello, interpretar cómo la bacteria logra colonizar, sobrevivir y multiplicarse evadiendo las defensas del organismo infectado es un área de investigación muy competitiva a nivel mundial, ya que no existe un tratamiento específico o vacuna efectiva para tratar la salmonellosis.

Desarrollo y estrategia

Como en casi todo descubrimiento, durante el camino hacia el objetivo final es donde aparecen datos novedosos, que marcan un quiebre y reorientan la investigación. Este fue el caso de García Véscovi y Furlán, quienes hallaron un conjunto de moléculas de origen natural, entre ellos – el ácido linoleico – que Salmonella detectaría a su paso en el interior del organismo al que infecta.

Esto ocurrió mientras analizaban compuestos naturales y químicamente modificados para ampliar su diversidad funcional, al incorporarles nuevas actividades y hallar un compuesto que sirva como fármaco.

El modelo propone que Salmonella es capaz de ‘sentir’, mediante un sistema detector, los ácidos grasos insaturados del medio ambiente externo. En respuesta, la bacteria reacciona y reprograma la expresión de sus genes para sobrevivir en un medio que le resulta inhóspito.

“Salmonella ingresa por boca a través de aguas o alimentos contaminados, y especulamos que, una vez en el tracto gastrointestinal, los ácidos grasos insaturados encuentran a la bacteria cuando ésta toma contacto con el contenido biliar, en el interior del intestino”, comenta. En esa instancia, el ‘sensor’ en la membrana advertiría la presencia de los ácidos grasos insaturados, y activaría o inhibiría la expresión de determinados genes para sobrevivir.

Como reafirmación de esta idea, existe una asociación demostrada entre la presencia de cálculos biliares y el estado de portador crónico de Salmonella, que implica que la bacteria subsiste en ese medio que es la bilis.

A nivel mundial, la emergencia de cepas de Salmonella multiresistentes al tratamiento con antibióticos ha agudizado la necesidad de identificar y desarrollar nuevos compuestos antimicrobianos con blancos de acción diferentes a los utilizados actualmente. En este sentido, a partir de estos resultados la investigación también intenta profundizar en la descripción de características mecanísticas, ya que se estudiarán las bases moleculares de cómo el “detector” bacteriano interactúa reconociendo específicamente al ácido graso.

“Obteniendo las bases moleculares tendríamos nuevos elementos para diseñar moléculas con potencial farmacológico y la llave maestra que maneja la virulencia de la bacteria. En cuanto a la metodología de rastreo de nuevas moléculas antimicrobianas, este estudio ha sido el puntapié inicial: lo que tenemos hasta el momento es una prueba de principio de la estrategia, escalable, fácil de automatizar o robotizar para hacer la búsqueda orientada de compuestos con un blanco, para Salmonella y aplicable a otros patógenos”, concluye García Véscovi.