Miércoles 07/12/2016.

Salud

Desarrollan una nueva tecnología para analizar las infecciones bacterianas

Conocer la manera en que las bacterias infectan a las células es crucial para prevenir un sinnúmero de enfermedades humanas. Un grupo de científicos de la Universidad de Bristol ha planteado un nuevo enfoque para el estudio de las moléculas dentro de su entorno natural, abriendo la puerta a la comprensión sobre cómo las bacterias infectan a las personas.
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Desarrollan una nueva tecnología para analizar las infecciones bacterianas Desarrollan una nueva tecnología para analizar las infecciones bacterianas

La investigación, dirigida por un equipo de bioquímicos, microbiólogos y físicos, y publicada en 'Proceedings of the National Academy of Sciences' ('PNAS'), proporciona un nivel de detalle sin precedentes de lo que ocurre cuando una bacteria se acerca a una célula, directamente 'in situ'.

Hasta ahora, los enfoques tradicionales se han centrado en estudios sobre las células implicadas o en la disección de las moléculas individuales presentes en las células. Leo Brady, profesor de Bioquímica, y Mumtaz Virji, profesor de microbiología molecular, han desarrollado un nuevo método para unir estos, hasta ahora, enfoques distintos.

El equipo estudió la bacteria 'Moraxella catarrhalis' común, que causa infecciones del oído medio en niños pequeños, y es una causa importante de morbilidad en los pacientes con enfermedades del corazón. Durante muchos años, los científicos se han acercado a este problema desde el enfoque de la medicina molecular -- a través del aislamiento y estudio de las proteínas de la superficie celular de la 'Moraxella'.

A partir de estos estudios detallados, el equipo ha sido capaz de desarrollar una visión general de una de las proteínas clave, llamada UspA1. Sin embargo, al igual que en la gran mayoría de los enfoques de la medicina molecular, estos modelos se han basado en estudios de la proteína UspA1 de forma aislada, en lugar de en su entorno natural en la superficie de la bacteria. Comprender la complejidad creciente de las moléculas individuales dentro de la refriega celular es crucial para entender por qué muchos fármacos prometedores no están a la altura de las expectativas.

Para empezar a llenar este vacío, los profesores Brady y Virji se asociaron con el doctor Massimo Antognozzi de la Escuela Universitaria de Física, cuyo grupo ha estado desarrollando una nueva forma de microscopio de fuerza atómica, llamado microscopio de fuerza molecular lateral (LMFM, por sus siglas en inglés).

Juntos, han mejorado el diseño del microscopio LMFM para optimizar su capacidad a la hora de medir fenómenos biológicos, como cambios en UspA1 directamente en la superficie de la célula de 'Moraxella'. El LMFM se diferencia de otros microscopios de fuerza atómica más convencionales en que las muestras se manipulan (en este caso, las células individuales) contra una palanca, en lugar de mover la palanca como suele ser el caso. La fabricación de voladizos extremadamente delgados, pero fuertes, junto con los movimientos del motor y un sistema de visualización especializado, se han combinado en el dispositivo para conseguir un potente efecto. La sensibilidad alcanzada ha sido reforzada por su ubicación en un entorno con una vibración extremadamente baja. El resultado es una máquina que puede medir cambios y fuerzas moleculares directamente sobre la superficie de células vivas.

En el estudio de la 'Moraxella', este desarrollo ha permitido al equipo de investigación relacionar detalles a nivel atómico de la UspA1, obtenidos por cristalografía de rayos X, con cambios físicos, no observables anteriormente, de la célula bacteriana mientras infecta a las células humanas.

Según el profesor Brady, "los resultados han provocado el desarrollo de una nueva tecnología que promete abrir un nuevo enfoque en el estudio de la medicina molecular. Este avance, sin duda, será igualmente útil para el estudio de muchos otros procesos biológicos directamente dentro de su entorno celular".

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