La Universidad de Salamanca, a través de su Grupo de Ingeniería Metabólica, ha colaborado en el hallazgo de un “mecanismo metabólico nuevo y exclusivo de algunas bacterias patógenas”, según informó José Luis Revuelta Doval, catedrático de Microbiología y Genética de la Universidad de Salamanca y director de dicho Grupo.
El trabajo internacional, coordinado por la científica Mónica Balsera, del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca, dependiente del CSIC, fue publicado recientemente por la prestigiosa revista norteamericana Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Pnas. Desde el punto de vista científico, el descubrimiento es de “enorme interés”, dado que supone la primera evidencia de que “algunas bacterias que viven en ambientes carentes de oxígeno, donde no están expuestos a la luz, utilizan mecanismos metabólicos que hasta ahora se pensaba que eran exclusivos de los organismos fotosintéticos, como las algas y las plantas”, explicaron los investigadores.
El consorcio internacional estudió una novedosa proteína que existe, de manera exclusiva, en algunas bacterias anaerobias, es decir, bacterias que viven en ambientes que carecen de oxígeno. Esta proteína es una quimera de dos proteínas diferentes, que aparecen normalmente en rutas metabólicas separadas: la Tiorredoxina Reductasa dependiente de Nadph (Ntr), que está presente en todos los organismos vivos conocidos; y la Tiorredoxina Reductasa dependiente de Ferredoxina (Ftr), que es exclusiva de los organismos fotosintéticos.
La proteína resultante, denominada Flavín-Tiorredoxina Reductasa dependiente de Ferredoxina (Fftr), es especial porque contiene una mezcla inédita de las funcionalidades de las dos proteínas iniciales. Por un lado, interacciona con la ferredoxina como lo hace la Ftr y, por otro lado, utiliza el mismo módulo de unión a un cofactor de flavina que la Ntr. Como resultado de esta mezcla, se genera “una proteína nueva con propiedades únicas que se describen en detalle y por primera vez en al artículo recogido por Pnas”, subrayaron.
Desde el punto de vista biomédico el estudio presenta aún más relevancia porque algunas de las bacterias en las que se encuentra esta proteína son patógenos extremadamente peligrosos, entre los que se incluyen Clostridium difficile, Clostridium botulinum y Clostridium tetani causantes de la colitis pseudomembranosa, el botulismo y la enfermedad del tétanos, respectivamente.
Este hallazgo, por tanto, abre las puertas al desarrollo de nuevas aproximaciones en la búsqueda de moléculas con actividad antibiótica, uno de los problemas de salud pública más acuciantes en la actualidad dada la creciente aparición de bacterias resistentes y multirresistentes, situación acelerada en los últimos años por el uso abusivo de los antibióticos.
Entre otras acciones, para realizar el trabajo resultó fundamental la obtención de la estructura tridimensional de la proteína a resolución atómica mediante experimentos de difracción de rayos-X de alta energía producidos en los sincrotrones Alba (Barcelona) y Diamond (Oxford).
Esta estructura tridimensional constituyó el objeto de trabajo de los científicos salmantinos Rubén Martínez-Buey, David Fernández-Justel y José Luis Revuelta del Grupo de Ingeniería Metabólica del Departamento de Microbiología y Genética de la Universidad de Salamanca, y que fue ejecutado bajo la coordinación de la investigadora del CSIC responsable del estudio, Mónica Balsera (Irnasa), en colaboración con José María de Pereda, del Instituto de Biología Celular y Molecular del Cáncer (Usal-Csic), y las universidades de California en Berkeleyy de Neuchâtel, Suiza.
