La tuberculosis es una enfermedad infecciosa causada por la bacteria Mycobacterium tuberculosis con una larga trayectoria de afección hacia los seres humanos y aún en la actualidad no ha logrado ser erradicada por completo a pesar de los esfuerzos. Afecta principalmente a los pulmones y es altamente contagiosa, siendo los aerosoles su principal medio de propagación.

Se trata de una enfermedad muy antigua, pero a pesar de los esfuerzos planteados en su erradicación, aún está muy presenta en humanos de todo el mundo. La Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que 1,7 millones de personas mueren a causa de esta infección todos los años.

No conforme con ello, una investigación publicada meses atrás reveló que una de cada cuatro personas en el mundo tiene tuberculosis latente, una forma en la que los infectados no presentan síntomas ni pueden contagiar a otros, sin embargo, de no recibir el tratamiento pertinente, pueden desarrollar la enfermedad eventualmente.

Proteínas que combaten con el sistema inmune del huésped

Cuando Mycobacterium tuberculosis inicia el proceso de infección, secreta una gran cantidad de proteínas efectoras a través de sistemas de secreción de tipo VII, conocido como T7SS, compuestos de proteínas que residen en la envoltura celular.

Estas proteínas cumplen la función de combatir el sistema inmunitario del organismo que atacan, o bien de permitir que los nutrientes se sigan absorbiendo para asegurar que la bacteria sobreviva dentro del huésped.

Sin embargo, hasta ahora no se sabía con detalle cómo funcionan estos sistemas de secreción. Es por ello que un equipo conformado por científicos de la Universidad Julius Maximilians de Wurzburgo y del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) se unieron para descifrar el funcionamiento de estas nanomáquinas y sus hallazgos se han publicado en la revista Nature.

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Un modelo tridimensional que explica su funcionamiento

El Dr. Sebastian Geibel, líder de esta investigación, trabajó arduamente durante los últimos cinco años en la reconstitución estable de una de estas nanomáquinas de secreción de proteínas.

Según se ha informado, Geibel también trabajó en la preparación de una muestra especial para hacer mediciones en un microscopio crioelectrónico, para lo cual se requiere que las proteínas se congelen por choque bajo condiciones específicas.

Los españoles son bastante diestros en la criomicroscopía electrónica, una técnica por medio de la cual se pueden obtener imágenes de estructuras moleculares a una gran resolución. Y así también, el investigador Oscar Llorca en Madrid calculó mapas tridimensionales del complejo de proteínas por medio de una herramienta de procesamiento de datos sofisticada. Y gracias a este mapa, los científicos de Würzburg pudieron crear un modelo que representara la estructura molecular del complejo.

Una vez con el modelo, lograron identificar elementos importantes de la nanomáquina TS77, y gracias a ello propusieron un mecanismo de funcionamiento. Entre ellos, aquellos que forman el poro de transporte, los que convierten la energía química en movimiento y que por ende conducen el transporte de proteínas efectoras a través del poro.

“Hemos podido ver que los componentes que hasta ahora se veían difusos con otras técnicas son en realidad elementos que están en constante movimiento”, explica Llorca.

La identificación de estos elementos ha permitido comprender el papel de los sistemas de secreción de tipo VII en la infección con micobacterias, lo que a su vez puede ayudar a la ciencia en el diseño de nuevos tratamientos más efectivos contra la enfermedad ante la ausencia de una vacuna efectiva.

Referencia:

Architecture of the mycobacterial type VII secretion system. https://www.nature.com/articles/s41586-019-1633-1

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