Se hizo la luz…y modificó aspectos de la vida de un importante patógeno

Un grupo interdisciplinario formado por las investigadoras del CONICET Alejandra Mussi del Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos (CEFOBI, CONICET-UNR), Pamela Cribb, del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR, CONICET-UNR) y la becaria Marisel Tuttobene (CEFOBI), avanzaron en el conocimiento del papel protagónico de la luz en la patogenicidad de la bacteria Acinetobacter baumanni.

El patógeno

Acinetobacter baumanni es una bacteria generalmente mutirresistente a antibióticos que en el 2017 fue reconocida por la Organización Mundial de la salud como “patógeno crítico”, para el que se requiere con suma urgencia el desarrollo nuevos medicamentos que puedan combatirlo. Esta bacteria es especialmente peligrosa en hospitales y residencias de ancianos, ya que tienen la capacidad de adaptarse y sobrevivir en condiciones extremas y pueden provocar infecciones muy difíciles de combatir.

“El año pasado habíamos demostrado, no sólo en la especie Acinetobacter baumanni, sino también en otros miembros del genero Acinetobacter, que la luz tiene un efecto global en la fisiología, es decir, modula aspectos generales como el metabolismo, niveles de enzimas antioxidantes, la virulencia y la susceptibilidad a antibióticos. También habíamos descripto que la fotorregulación depende en particular de un fotorreceptor presente en la bacteria que pertenece a la familia BLUF, BlsA”, cuenta Mussi, quien dirige el grupo interdisciplinario.

“En este trabajo pudimos empezar a descifrar el mecanismo de transducción de la señal lumínica. El fotorreceptor BLUF es un regulador global que modula múltiples procesos celulares de la bacteria, lo que hicimos ahora es encontrar una de todas esas partes”, explica.

“Este avance representa un paso importante en el conocimiento de la transducción de señales lumínicas, porque hace pocos años se sabe que las bacterias quimiótrofas tienen la capacidad de detectar luz, y todavía estamos avanzando en el estudio del efecto global que tiene la luz en Acinetobacter. Conocer más sobre esta línea de investigación es clave respecto de los mecanismos de transmisión de la señal, que nos  puede servir después si queremos intervenir en este fenotipo que es tan importante para la vida de la bacteria” destaca Mussi.

Tomar el hierro que hay

El grupo de investigadoras también descubrió un nuevo proceso celular que es regulado por la luz: la capacidad de crecer en bajo hierro. Los resultados fueron publicados en la revista Scientific Reports. Al respecto, Mussi explica: “Las bacterias patógenas, en realidad todos los organismos, necesitan hierro para poder llevar adelante distintas funciones celulares, pero al mismo tiempo el exceso de este elemento químico puede ser tóxico,  entonces los niveles de hierro en un organismo deben estar muy controlados”.

Las bacterias patógenas como Acinetobacter baumanni se enfrentan al hecho de que en el hospedador, en particular en el humano, los valores de hierro son muy bajos, entonces para que tenga éxito en su patogenicidad han desarrollado la estrategia de producir compuestos especiales que se llaman sideróforos, que son excretados al medio extra celular captando poco hierro y lo vuelven a incorporar y eso les permite crecer. “Nosotros vimos que en oscuridad a temperaturas moderadas se logra superar la deficiencia de hierro, mientras que ésto no ocurre en presencia de luz”.

“La luz modula la expresión de los genes que modifican por esos sideróforos y también el crecimiento en condiciones de bajo hierro y para saber cómo se produce ésto fue fundamental el aporte de Pamela, con ella aplicamos la técnica de doble híbrido” indica Mussi, y Cribb agrega al respecto “Esta herramienta se emplea in vivo, en un organismo como por ejemplo levadura, para determinar las interacciones entre proteínas”.

Por su parte Cribb, señala: “Implementamos la técnica para ver la interacción entre el regulador transcripcional y el sensor de luz en distintas condiciones, por ejemplo luz y oscuridad, distintas temperaturas y con diferentes concentraciones disponibles de hierro y a partir de allí pudimos ver que la interacción entre estas dos proteínas depende de esas tres variables”.