Una toxina bacteriana que convierte las células en queso suizo
Investigadores de la Universidad de Kanazawa desarrollaron una nueva herramienta para estudiar cómo el sistema inmunitario innato combate las toxinas bacterianas. Purificaron la toxina formadora de poros Monalysin de un cultivo bacteriano y caracterizaron estructural y funcionalmente la toxina purificada para mostrar cómo funciona a nivel molecular. Este estudio podría ayudar a comprender los mecanismos subyacentes a las interacciones entre la defensa del huésped y los invasores microbianos. Crédito: Universidad de Kanazawa
Aunque el sistema inmunitario innato es la primera línea de defensa contra las infecciones microbianas, los complejos mecanismos de la inmunidad innata no se conocen por completo. En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad de Kanazawa sintetizaron y caracterizaron la toxina bacteriana Monalysin para permitir el estudio de cómo el sistema inmunitario innato y las bacterias productoras de toxinas interactúan entre sí.
El sistema inmunitario innato detecta infecciones microbianas mediante la detección de moléculas microbianas (patrones moleculares asociados a patógenos o PAMP) o moléculas de señalización del huésped que se liberan de las células huésped dañadas (patrones moleculares asociados a daños o DAMP). La bacteria Pseudomonas entomophila se ha utilizado como herramienta para estudiar los mecanismos de DAMP en el intestino. P. entomophila infecta insectos y daña las células intestinales utilizando una toxina formadora de poros llamada Monalysin. La monalisina se secreta como una protoxina inactiva, que luego es activada por ciertas proteínas llamadas proteasas. Aunque la mosca de la fruta, Drosophila, se protege de la activación de la protoxina mediante la construcción de una barrera física contra las proteasas, aún puede sufrir daños al exponerse a la toxina.
«La monalisina activada forma poros en el plasma membrana de las células huésped, lo que resulta en la muerte celular, por lo que es importante que el huésped evite su activación», dice el autor correspondiente del estudio, Takayuki Kuraishi. «Queríamos purificar y caracterizar funcionalmente la Monalysin de P. entomophila para desarrollar una herramienta que pudiera ayudarnos a comprender cómo interactúan el huésped y las bacterias que producen las toxinas formadoras de poros».
Para lograr su objetivo, los investigadores P. entomophila cultivada y pro-Monalysin purificada de sus lisados. Al hacer reaccionar la toxina purificada con células de Drosophila, los investigadores confirmaron su efecto tóxico cuando la viabilidad celular disminuyó significativamente a medida que se agregaba más pro-Monalysin a las células. Para confirmar que la Monalysin purificada forma poros, los investigadores agregaron Monalysin activada en un chip cubierto con una bicapa lipídica, similar a la membrana plasmática de las células. Al medir la corriente eléctrica resultante del paso de iones a través de los poros formados, los investigadores demostraron que Monalysin forma poros de alrededor de 0,7-1 nm de diámetro.
Para analizar la composición estructural de Monalysin, los investigadores recurrieron a la microscopía de fuerza atómica (AFM), que proporciona imágenes de alta resolución al tocar la superficie con una sonda mecánica sensible. Usando AFM, los investigadores demostraron que ocho moléculas de Monalysin se unieron para formar poros en la membrana plasmática. Al combinar AFM con imágenes de alta velocidad, los investigadores demostraron que la Monalysin activada se inserta preferentemente en el borde de la membrana plasmática, lo que sugiere que las partes muy curvas de las membranas son los sitios de su acción.
«Estos son sorprendentes resultados que muestran cómo funciona Monalysin a nivel molecular», dice Kuraishi. «Nuestros hallazgos podrían ayudar a comprender cómo el sistema inmunitario innato combate las bacterias que producen toxinas que forman poros».
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Un estudio encuentra un mecanismo clave de cómo la bacteria tifoidea infecta Más información: Saori Nonaka et al, Molecular and Functional Analysis of Pore-Forming Toxin Monalysin From Entomopathogenic Bacterium Pseudomonas entomophila, Frontiers en Inmunología (2020). DOI: 10.3389/fimmu.2020.00520 Proporcionado por la Universidad de Kanazawa Cita: Una toxina bacteriana que convierte las células en queso suizo (23 de junio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020 -06-bacterial-toxin-cells-swiss-cheese.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.