El tratamiento experimental con enzimas protege a los ratones de la infección letal con ántrax
Extracción de la cápsula de Bacillus anthracis mediante tratamiento con cápsula despolimerasa (la cápsula se muestra en rojo). Crédito: Wilson J. Ribot, USAMRIID
Los científicos han demostrado que la modificación de una enzima producida por la bacteria que causa el ántrax puede proteger a los ratones de la infección con esta enfermedad mortal. Sus hallazgos, publicados en la edición en línea de hoy de Science Translational Medicine, sugieren una posible estrategia terapéutica para el tratamiento de cepas de ántrax resistentes a múltiples fármacos, y podrían conducir a nuevos tratamientos para otras infecciones bacterianas.
Bacillus anthracis, la bacteria que causa el ántrax, es reconocida como una de las amenazas de bioterrorismo más importantes, así como un desafío para la salud pública en muchas partes del mundo. Tres componentes principales le permiten causar enfermedades: toxina letal, toxina de edema y cápsula. En este estudio, los investigadores desarrollaron un método para degradar la cápsula que rodea a la bacteria, lo que permite que los glóbulos blancos la ingieran y la destruyan, reduciendo así la virulencia.
Los funcionarios de salud pública están cada vez más preocupados por las cepas de ántrax. que parecen ser resistentes al tratamiento con antibióticos conocidos, según Arthur M. Friedlander, MD, autor principal del artículo. Él y su equipo del Instituto de Investigación Médica de Enfermedades Infecciosas del Ejército de EE. UU. (USAMRIID) trabajaron con investigadores de los Laboratorios de Investigación Naval de EE. UU., la Universidad de Washington en Seattle y la Universidad de California en Davis para explorar enfoques de tratamiento alternativos que no dependan sobre el uso de medicamentos antibióticos.
Una vía prometedora es hacer que la bacteria sea más susceptible al sistema inmunitario innato, la primera línea de defensa del cuerpo humano contra un «invasor» patógeno. La respuesta inmunitaria innata consiste en defensas físicas, químicas y celulares que actúan para prevenir inmediatamente la propagación de patógenos extraños por todo el cuerpo. Las enzimas conocidas como despolimerasas capsulares, que son producidas naturalmente por varias clases de bacterias, han surgido como una nueva línea potencial de agentes antivirulentos.
«La identificación de la enzima despolimerasa de la cápsula dentro del bacilo del ántrax nos llevó a intentar usar esa enzima para quitar la cápsula», dijo Friedlander. «Cuando esto resultó exitoso, utilizamos tecnología de ADN recombinante y métodos de ingeniería de proteínas para diseñar y reconfigurar la enzima de nuevas maneras».
Esos «cambios de ingeniería» incluyeron la permutación circular mediante el diseño de proteínas, para mejorar la estabilidad y hacer la enzima más fácil de producir, y la pegilación, que mejora la farmacocinética de la enzima, las propiedades que le permiten ser absorbida y distribuida adecuadamente dentro del cuerpo. Luego, el equipo probó la enzima pegilada, conocida como PEG-CapD-CPS334C, para asegurarse de que hubiera conservado su actividad enzimática.
En el estudio, 10 de 10 ratones infectados con esporas de ántrax de una cepa encapsulada no toxígena quedaron completamente protegidos después del tratamiento con PEG-CapD-CPS334C, mientras que solo sobrevivió 1 de cada 10 ratones que recibieron un tratamiento de control. De manera similar, el tratamiento de ratones infectados con una cepa encapsulada completamente virulenta utilizando PEG-CapD-CPS334C protegió a 8 de 10 animales, mientras que solo sobrevivieron 2 de 10 animales de control.
«Esta estrategia hace que B. anthracis sea susceptible a la respuestas inmunitarias innatas y no depende de los antibióticos», concluyeron los autores. «Estos hallazgos sugieren que la eliminación de la cápsula catalizada por enzimas puede ser una estrategia terapéutica potencial para el tratamiento del ántrax resistente a múltiples fármacos y otras infecciones bacterianas».
También podría permitir que los combatientes expuestos al ántrax a otros medios para ser tratados en el momento de la exposición o poco después, preservando el poder de combate en áreas avanzadas donde los diagnósticos y tratamientos avanzados pueden no estar fácilmente disponibles.
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La vacuna en cápsula contra el ántrax protege completamente a los monos del ántrax por inhalación letal Más información: Patricia M. Legler et al, Tratamiento del ántrax experimental con despolimerasa en cápsula permutada circularmente pegilada, Science Translational Medicine (2021). DOI: 10.1126/scitranslmed.abh1682 Información de la revista: Science Translational Medicine
Proporcionado por el Instituto de Investigación Médica de Enfermedades Infecciosas del Ejército de EE. UU. Cita: El tratamiento experimental con enzimas protege a los ratones de infección letal por ántrax (8 de diciembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-experimental-treatment-enzyme-mice-lethal.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.