¿Cuáles son las causas de virulencia en bacteria causante de diarreas infantiles?

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La Organización Mundial de la Salud cada año registra mil 700 millones de casos de diarreas infecciosas en menores de cinco años; además, en 2021 este padecimiento provocó la muerte de 440 mil infantes. Uno de los principales agentes etiológicos es la bacteria Escherichia coli enteropatógena (EPEC), que contiene una gran variedad de genes de virulencia que se expresan en respuesta a las condiciones ambientales por la acción de mecanismos de regulación específicos, los cuales aseguran la colonización exitosa en el huésped y el desarrollo de la enfermedad.

La doctora Cristina Lara Ochoa, investigadora adscrita al Centro de Detección Biomolecular de la BUAP, estudia los mecanismos de regulación del microorganismo con el fin de identificar aquellos reguladores negativos, así como el mecanismo de acción que apaga o reprime sus factores de virulencia. La investigación pretende obtener algún compuesto alternativo para tratar diarreas causadas por esta bacteria.

Al igual que otros patógenos bacterianos, EPEC tiene la capacidad de detectar el ambiente en el que se encuentra para expresar una serie de moléculas o estructuras llamadas factores de virulencia que utiliza para inducir daño en el hospedero.

Una vez en el ser humano, después de pasar por el estómago y alojarse en el intestino delgado (su sitio ideal de colonización), produce factores de virulencia (proteínas activadoras de daño), como flagelos que permiten su desplazamiento, fimbrias o pelos que emergen de la bacteria y le sirven para unirse a las células intestinales, y sistemas de secreción para inyectar diversas proteínas dentro de la célula del hospedero.

En conjunto, estos factores de virulencia sólo son expresados cuando EPEC se encuentra dentro del organismo que lo hospeda, en consecuencia, inducen daño y desarrollo de la diarrea, principalmente en niños, explicó.

La investigadora de la BUAP señaló que este microbio presente en agua y alimentos contaminados no genera síntomas en adultos, pero sí afecta considerablemente a niñas y niños alterando las microvellosidades de su epitelio intestinal. Además de diarrea, fiebre y vómito, les provoca disminución de la absorción de nutrientes generando desnutrición, un grave problema para su desarrollo en esta etapa de la vida.

Terapia alterna

Cristina Lara Ochoa, doctora en Ciencias Bioquímicas por el Instituto de Biotecnología de la UNAM, expuso que mediante análisis de proteómica se encontró una serie de 30 probables reguladores con efecto negativo sobre la expresión de los genes de virulencia. Con esta información se busca desarrollar compuestos anti-virulencia como terapia alternativa al uso de los antibióticos, para contrarrestar las enfermedades infecciosas causadas por EPEC, sin afectar la microbiota intestinal.

“Se intenta que estos compuestos anti-virulencia vayan dirigidos específicamente contra los factores de virulencia para inactivarlos. La bacteria no muere, pero se da tiempo al sistema inmune de eliminarla de manera natural. De esta manera, el patógeno no tiene una presión selectiva que induce su mutación y, por ende, su resistencia a estos compuestos”, abundó.

La maestra en Ciencias Microbiológicas por la BUAP señaló que cada vez es más frecuente la aparición de microorganismos multirresistentes a los antibióticos. De ahí, la necesidad de proponer otras alternativas para tratar enfermedades infecciosas.

Los compuestos anti-virulencia se investigan desde el año 2005, principalmente para inactivar toxinas; ya se han aprobado para toxinas de Bacillus anthracis que provoca ántrax. Algunos otros están en fase de aprobación para los patógenos Escherichia coli enterohemorrágica y Pseudomonas aeruginosa, entre otros.

Lara Ochoa indicó que el siguiente paso del proyecto será utilizar herramientas bioinformáticas y experimentales usando técnicas moleculares para caracterizar el mecanismo de represión de los reguladores negativos sobre los principales factores de virulencia de EPEC. “La caracterización a detalle permitirá saber cómo inactivan a una proteína reguladora positiva y apagan la expresión de los factores de virulencia”.

En la investigación colaboran los doctores José Antonio Ibarra García de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del Instituto Politécnico Nacional, José Luis Puente García del Instituto de Biotecnología de la UNAM e Ygnacio Martínez Laguna del Instituto de Ciencias de la BUAP.