Lesión fatal: cómo una bacteria parasitaria induce la formación de vasos sanguíneos para causar lesiones
Los tejidos de la aorta que no estuvieron expuestos a BafA (izquierda) no generaron nuevos vasos, mientras que los tejidos de la aorta expuestos a BafA (derecha) sí lo hicieron. Crédito: Kentaro Tsukamoto
Las bacterias del género Bartonella son parásitos que pueden transmitirse a los humanos a través de picaduras de insectos y arañazos de animales, lo que resulta en una infección conocida como bartonelosis. La enfermedad por arañazo de gato y la fiebre de las trincheras son formas de bartonelosis causadas por diferentes especies de Bartonella que infectan a los humanos. La bacteria Bartonella puede causar que aparezcan lesiones en la piel y los órganos internos. Para dotarse de un hábitat seguro, las bacterias provocan el aumento del número de células endoteliales vasculares (células que recubren el interior de los vasos sanguíneos), que se ocultan del sistema inmunitario del huésped y estimulan la creación de nuevos vasos sanguíneos, a través de un proceso llamado angiogénesis.
Estudios anteriores sobre Bartonella henselae (B. henselae para abreviar), la bacteria responsable de la enfermedad por arañazo de gato, han demostrado que puede «inyectar» directamente proteínas que inhiben la muerte celular programada (apoptosis) en las células endoteliales. Sin embargo, B. henselae también puede promover la angiogénesis sin entrar en contacto directo con las células endoteliales, lo que implica que la bacteria puede secretar una sustancia bioactiva que asume la función de impulsar la angiogénesis.
En un nuevo estudio publicado en Nature Communications, un equipo de científicos dirigido por el Profesor Asistente Principal Kentaro Tsukamoto y el Profesor Yohei Doi de la Universidad de Salud de Fujita, Japón, ha identificado que esta sustancia bioactiva es en realidad una proteína. También han denominado a esta proteína factor angiogénico A de Bartonella, o BafA para abreviar. Este es el primer informe de una proteína similar al factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF, por sus siglas en inglés) producida por bacterias.
Los científicos comenzaron su proyecto introduciendo B. henselae en células endoteliales humanas en placas de Petri, y observó que las bacterias hacían que las células endoteliales se multiplicaran. Para identificar los genes que le dan a B. henselae esta capacidad, los investigadores comenzaron a inducir mutaciones aleatorias en el ADN de la bacteria y observaron si la bacteria mutada aún podía hacer que las células endoteliales se multiplicaran. A través de estos experimentos, los científicos determinaron que B. henselae puede estimular la angiogénesis en las células endoteliales humanas solo si posee una copia funcional del gen que codifica o guía la síntesis de la proteína BafA. También observaron que la exposición de células endoteliales humanas a la proteína BafA aislada hizo que las células se multiplicaran.
El estudio identifica el mecanismo molecular por el cual la bacteria Bartonella provoca la aparición de lesiones en el cuerpo de un paciente. Crédito: Kentaro Tsukamoto
Luego, para confirmar que BafA estimula la angiogénesis, los científicos extrajeron muestras de un vaso sanguíneo principal llamado aorta de ratones y colocaron las muestras en geles que contenían o no BafA. Como se puede ver en la imagen a continuación, las muestras de aorta que no fueron expuestas a BafA no generaron nuevos vasos sanguíneos, pero las muestras de aorta que fueron expuestas a BafA desarrollaron vasos que se extendieron dentro del gel. Los científicos también descubrieron que la colocación quirúrgica de un tapón de gel que contenía BafA en ratones vivos provocó que los vasos sanguíneos crecieran desde el tejido circundante hacia el gel.
Experimentos adicionales con células endoteliales humanas en placas de Petri indicaron que BafA activó las células receptores de superficie que reconocen VEGF. Al unirse a estos receptores, BafA desencadenó la activación de un proceso dentro de las células, que involucra proteínas llamadas proteína quinasa activada por mitógeno (MAPK) y quinasas reguladas por señales extracelulares (ERK). La vía MAPK/ERK juega un papel importante en la multiplicación de las células endoteliales y la angiogénesis. «En el último conjunto de experimentos, realizamos estudios similares en una bacteria relacionada llamada Bartonella quintana, la bacteria que causa la fiebre de las trincheras, y descubrimos que produce su propia versión de BafA que también hace que las células endoteliales humanas se multipliquen», explica el Dr. Tsukamoto.
Estos hallazgos proporcionan información valiosa sobre los mecanismos por los cuales las bacterias infecciosas pueden producir lesiones en sus huéspedes. «Creemos que las proteínas BafA se pueden aprovechar como herramientas para estudiar la angiogénesis y también consideramos posibles beneficios médicos», informa el profesor Doi. «Lo que es más importante», explica, «BafA es un objetivo potencial para el desarrollo de estrategias diagnósticas y terapéuticas para la bartonelosis».
Los científicos también especulan que las proteínas BafA podrían usarse en medicina regenerativa, que es una rama altamente especializada de la medicina que se ocupa de reemplazar o regenerar partes del cuerpo perdidas o dañadas. Se necesita más investigación para confirmar los hallazgos de los científicos, pero no hace falta decir que las proteínas BafA sin duda serán de gran interés para la comunidad científica.
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Cómo se forman los vasos sanguíneos Más información: Kentaro Tsukamoto et al, The Bartonella autotransporter BafA activa la vía VEGF del huésped para impulsar la angiogénesis, Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-17391-2 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por la Universidad de Salud de Fujita Cita: Lesion of doomhow a parasit bacteria induces blood vascular formación para causar lesiones (2020, 16 de julio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-lesion-doomhow-parasitic-bacterium-blood.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.