La investigación sobre la bacteria que causa la peste bubónica arroja pistas para combatir la neumonía y la sepsis

Crédito: Universidad de Louisville

La peste bubónica puede no parecer un problema importante en el mundo de hoy. Si bien mató a millones de personas en Europa en la Edad Media y se la conocía como la «muerte negra», en su mayoría se ha desvanecido de la preocupación pública.

Sin embargo, los microbiólogos de la Universidad de Louisville estudian la Yersinia pestis, la bacteria que causa la peste bubónica, porque tiene el potencial de usarse como arma biológica y proporciona conocimientos que pueden aplicarse a los esfuerzos para derrotar a otras bacterias. A través de este trabajo, han hecho un descubrimiento importante sobre una molécula secretada por Y. pestis y otras bacterias que ayuda a derrotar las defensas inmunitarias del huésped, lo que permite que la bacteria infecte a sus huéspedes.

Sarah Price, estudiante de doctorado La investigadora y su mentor, Matthew Lawrenz, profesor asociado de microbiología e inmunología, han descubierto que la yersiniabactina, una pequeña molécula secretada por Y. pestis, reúne zinc, un elemento necesario para la replicación bacteriana. Este descubrimiento también puede tener implicaciones en otras infecciones, ya que también se sabe que las bacterias que causan neumonía, sepsis y otras enfermedades liberan yersiniabactina.

«Si bien el papel de la yersiniabactina en la adquisición de hierro se conoce bien desde hace más de 30 años, se sorprendieron al ver su impacto significativo en la adquisición de zinc durante la infección por Y. pestis», dijo Price. «Esto es muy emocionante porque nos ayuda a comprender cómo Y. pestis y otras bacterias adquieren los nutrientes que les permiten causar enfermedades».

Las bacterias invasoras, así como los huéspedes que infectan, requieren hierro, zinc y otros metales para crecer. El sistema inmunitario del huésped emplea una estrategia llamada inmunidad nutricional para protegerse contra estas infecciones bacterianas, sellando los metales lejos de las bacterias.

Se sabe desde hace muchos años que la yersiniabactina vence esta defensa robando hierro y entregando en las células bacterianas. Price y Lawrenz han descubierto que la molécula también está involucrada en asegurar el zinc y tal vez incluso otros metales para ayudar a la infección por Y. pestis.

Escherichia coli también usa yersiniabactina, que causa una multitud de infecciones como enfermedades e infecciones renales, y Klebsiella pneumoniae, que causa neumonía y sepsis. Estas enfermedades más comunes pueden ser infecciones potencialmente mortales y multirresistentes. La nueva comprensión puede conducir a estrategias adicionales para controlar la infección por todas estas bacterias.

Un artículo que describe la investigación publicado el 29 de octubre en PNAS brinda detalles sobre cómo los investigadores determinaron que la yersiniabactina era responsable de la recolección de no solo hierro, sino zinc. Price es el primer autor de la publicación «Yersiniabactina contribuye a superar la restricción de zinc durante la infección por Yersinia pestis de huéspedes mamíferos e insectos». Lawrenz, profesor asociado de microbiología e inmunología, es el autor principal, e investigadores de la Universidad de Kentucky, la Universidad Estatal de Washington y la Universidad de Illinois también contribuyeron a estos estudios.

«Con esta comprensión del papel más amplio de yersiniabactina en la infección por peste, podemos explorar más a fondo para comprender su papel al permitir que otras bacterias infecten a un humano u otro huésped», dijo Lawrenz. «Si este mecanismo es válido para estas bacterias, es posible que se desarrolle un fármaco o una vacuna que inhiba la eficacia de la yersiniabactina, previniendo así todas estas infecciones».

La peste bubónica se transmite con mayor frecuencia a los humanos a través de la picadura de una pulga infectada, generalmente transportada por un roedor. Al no manipular cadáveres de animales, prevenir las picaduras de pulgas y evitar el contacto con los fluidos corporales de las personas infectadas, la propagación de la peste bubónica se controla en gran medida. Sin embargo, dado que la transmisión de persona a persona es posible, la mortalidad por una infección oscila entre el 30 y el 90 % y no hay una vacuna disponible para prevenir la infección, sigue siendo un patógeno importante para la investigación. Además, Y. pestis tiene el potencial de armarse y se considera una amenaza bioterrorista.

Lawrenz, Price y sus colegas realizan investigaciones en el Centro de Medicina Predictiva para Biodefensa y Enfermedades Infecciosas Emergentes de la UofL, que se enfoca sobre el desarrollo de estrategias de prevención y tratamiento de enfermedades infecciosas y otros patógenos nocivos. Sus investigadores utilizan el Laboratorio Regional de Biocontención de la UofL, miembro de la red del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas de 12 laboratorios regionales y 2 nacionales de biocontención para estudiar agentes infecciosos. El laboratorio incluye instalaciones de nivel 3 de bioseguridad construidas según los estándares federales de seguridad y protección más exigentes para proteger a los investigadores y al público de la exposición a los patógenos que se investigan.

Los investigadores del centro fueron llamados a principios de 2020 para desarrollar pruebas y estrategias de prevención y tratamiento contra el SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19. Este trabajo continúa.

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La bacteria Escherichia coli secuestra cobre y se alimenta de él Más información: Sarah L. Price et al, Yersiniabactina contribuye a superar la restricción de zinc durante la infección por Yersinia pestis de mamíferos e insectos huéspedes , Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2021). DOI: 10.1073/pnas.2104073118 Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias

Proporcionado por la Universidad de Louisville Cita: La investigación sobre la bacteria que causa la peste bubónica arroja pistas to fighting pneumonia, sepsis (2 de noviembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-bacterium-bubonic-plague-yields-clues.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.