Un estudio revela cómo los microbios cutáneos inofensivos se convierten en patógenos mortales



La bacteria Staphylococcus epidermidisis es principalmente un microbio inofensivo que se encuentra en la piel y en la nariz de los seres humanos. Sin embargo, algunas cepas de esta especie pueden causar infecciones, en catéteres, articulaciones artificiales, válvulas cardíacas y en el torrente sanguíneo, que son difíciles de tratar. Estas bacterias suelen ser resistentes a un antibiótico particularmente eficaz, la meticilina, y se encuentran entre los gérmenes más temidos en los hospitales. Hasta ahora no estaba claro cómo estos microbios cutáneos, generalmente inofensivos, se convierten en patógenos mortales.

Un equipo de investigación internacional ha descubierto lo que distingue a los microorganismos pacíficos de S. epidermidis de los muchos invasores peligrosos. Los científicos han identificado un nuevo grupo de genes que permite a las bacterias más agresivas producir estructuras adicionales en sus paredes celulares.

Esta alteración morfológica permite que los estafilococos se adhieran más fácilmente a las células humanas que forman los vasos sanguíneos, proceso mediante el cual pueden persistir en el torrente sanguíneo para convertirse en patógenos. Estas nuevas estructuras de la pared celular también pueden permitir la propagación de la resistencia a la meticilina, transfiriéndola, por ejemplo, de Staphylococcus epidermidis a su pariente más peligroso Staphylococcus aureus.

El estudio se llevó a cabo bajo la dirección de investigadores del Cluster of Excellence “Controlling Microbes to Fight Infections” (CMFI) de la Universidad de Tübingen y el Centro Alemán de Investigación de Infecciones (DZIF) en cooperación con universidades de Copenhague, Hamburgo, Shanghái. y Hannover, así como el Centro Alemán de Investigación Pulmonar (DZL) en Borstel. Los resultados se publican en la revista. Microbiología de la naturaleza.

Separados por estructura

Una parte considerable de las paredes celulares de los estafilococos, como otras bacterias grampositivas, está formada por ácidos teicoicos. En forma de cadena, estos polímeros cubren la superficie bacteriana. Sus estructuras químicas varían según la especie.

Durante nuestro examen, determinamos que muchas cepas patógenas de S. epidermidis tienen un grupo de genes adicional que contiene información para la síntesis de ácidos teicoicos de pared que en realidad son típicos de S. aureus “.

Dr. Xin Du, Researcher Clúster de excelencia, control de microbios para combatir infecciones y Centro Alemán para la Investigación de Infecciones

Agrega que los experimentos han demostrado que las bacterias S. epidermidis que solo tienen ácidos teicoicos específicos de especies en sus paredes no son muy invasivas y colonizan las superficies de la piel y las membranas mucosas. Si los ácidos teicoicos de la pared para S. aureus también están presentes, explica Xin Du, no pueden adherirse eficazmente a esas superficies.

En cambio, tienen más éxito en penetrar los tejidos de su huésped humano. “En algún momento, algunos clones de S. epidermidis adquirieron los genes correspondientes de S. aureus y se convirtieron en patógenos amenazantes como resultado”, dice el profesor Andreas Peschel del Cluster of Excellence CMFI y del DZIF.

Se sabe desde hace mucho tiempo que las bacterias pueden compartir material genético a través de la transferencia de genes. Los bacteriófagos, virus que infectan a las bacterias, llevan a cabo la transferencia. En su mayoría, esto tiene lugar dentro de una especie y requiere estructuras superficiales similares a las que se unen los bacteriófagos.

“Las diferentes estructuras de la pared celular normalmente evitan la transferencia de genes entre S. epidermidis y S. aureus. Pero en las cepas de S. epidermidis que también pueden producir los ácidos teicoicos de la pared de S. aureus, ese tipo de transferencia de genes de repente se vuelve posible entre diferentes especies”. explica Peschel.

Eso explicaría, continúa, cómo S. epidermidis podría transferir la resistencia a la meticilina a S. aureus aún más amenazante, y luego resistente a la meticilina, y agregó que aún se necesita más investigación. Los nuevos hallazgos son un paso importante, dice Peschel, hacia el desarrollo de mejores tratamientos o vacunas contra patógenos peligrosos como S. epidermidis ST 23, que se conoce desde hace quince años y pertenece al grupo de HA-MRSE (meticilina asociada a la atención médica). S. epidermidis resistente).

Fuente:

Referencia de la revista:

Du, X., et al. (2021) Staphylococcus epidermidis clones expresos Staphylococcus aureusde pared de tipo ácido teicoico para pasar de un estilo de vida comensal a uno patógeno. Microbiología de la naturaleza. doi.org /10.1038 /s41564-021-00913-z.

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