Diferentes especies tienen una proteína innata olvidada que tiene la capacidad de combatir los virus, según un estudio del Instituto de Ciencias Weizmann, recogió The Jerusalem Post
Todo necesita energía. Cada vez que usamos nuestros teléfonos inteligentes, enviamos un mensaje de texto o vemos un video, parte de la energía almacenada en la batería se agota. Las células vivas también almacenan energía en “monedas” que pueden cobrar cuando sea necesario para alimentar los procesos de la vida.
La principal “moneda” energética de todos los seres vivos de la Tierra, la batería de litio que alimenta al mundo vivo, por así decirlo, es una molécula conocida como trifosfato de adenosina (ATP). Sin embargo, aunque cargar las células con moléculas de ATP es de vital importancia, ahora se ha descubierto que descargarlas podría ser no menos crucial e incluso salvar vidas.
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En un estudio recién publicado en la revista Cell bajo el título “La respuesta ultrarrápida a la herida a distancia es esencial para la regeneración de todo el cuerpo”, investigadores del Instituto de Ciencias Weizmann en Rejovot han descrito una nueva familia de proteínas que agotan las células de su energía, protegiendo así a las células de los invasores.
El ejército innato olvidado del cuerpo para defenderse de los virus
Los científicos demostraron que este mecanismo inmunológico previamente desconocido no existe solo en organismos unicelulares; se ha conservado durante más de mil millones de años de evolución y es utilizado por muchas criaturas vivas, desde corales hasta abejas.
La estrategia recientemente revelada es la última de más de 100 mecanismos sofisticados descubiertos recientemente que utilizan las bacterias en su heroica batalla contra los bacteriófagos, los virus que atacan a las bacterias. Muchos de estos mecanismos fueron descubiertos y descritos en el laboratorio del Prof. Rotem Sorek en el departamento de genética molecular del Weizmann.
Una doble helice de ADN en una ilustracion de artista sin fecha publicada por el Instituto Nacional de Investigacion del Genoma Humano a Reuters el 15 de mayo de 2012. (Credito: REUTERS/INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACION DEL GENOMA HUMANO/FOLLETO) (archivo)
Al igual que los virus que nos atacan, los fagos también están formados por una pequeña cantidad de proteínas y una gran cantidad de material genético -ADN o ARN- que inyectan en las bacterias de las que se apoderan. Una vez cumplida esta tarea, estos virus utilizan la maquinaria celular de las bacterias para replicarse una y otra vez. Cuando han agotado los recursos de una sola bacteria, rompen su membrana, se rompen y se propagan por toda la colonia bacteriana.
En su estudio, los investigadores se centraron en un gen que les había llamado la atención, uno que había cancelado misteriosamente la capacidad de un fago para replicarse e infectar al resto de la colonia. Los científicos revelaron que el gen misterioso codifica una proteína que corta y destruye permanentemente las moléculas de ATP, negando así al fago invasivo la energía que necesita para reproducirse. El resultado es una estrategia inmunológica eficaz. Los investigadores llegaron a la conclusión de que el gen desempeña un papel clave en el sistema inmunitario bacteriano: en su ausencia, los fagos que infectaron a la bacteria se replicaron 100 veces más rápido.
“Reducir los niveles de ATP en la célula es una estrategia brillante por su simplicidad”, dijo el Dr. François Rousset, quien dirigió el equipo de investigación en el laboratorio de Sorek. “El fago no puede replicarse sin energía, y es mejor para la bacteria que de todos modos está infectada y a punto de morir agotar su propia batería, evitando que el fago se replique y se propague al resto de la colonia”.
Los investigadores también descubrieron que, en algunos casos, el agotamiento del ATP afecta los sistemas de control del fago, lo que hace que rompa la membrana de la célula bacteriana demasiado pronto, antes de que haya tenido la oportunidad de replicarse. Esto evita un daño mucho más generalizado a la colonia.
Sorprendentemente, esta estrategia es mucho más común de lo que uno podría imaginar. Los científicos escanearon las bases de datos del genoma de decenas de miles de bacterias y descubrieron más de 1000 genes inmunes que funcionan de manera similar. Se sorprendieron al encontrar capacidades de agotamiento de ATP en una familia de proteínas que, hasta ahora, ni siquiera se sabía que pertenecían al sistema inmunitario. Esto sugiere que los investigadores han descubierto una nueva estrategia inmunológica que existe en cientos de bacterias diferentes y les otorga una protección eficaz contra los virus.
Sin embargo, los científicos no se detuvieron en las bacterias; llevaron a cabo un análisis exhaustivo que mostró que organismos mucho más avanzados (hongos, insectos como abejas, corales, esponjas y muchos otros organismos) también producen proteínas inmunes que cortan ATP. Aunque este tipo de proteína inmunitaria no existe en los humanos, los investigadores creen que es el antiguo predecesor de las proteínas que componen nuestro sistema inmunitario innato.
“Muchos estudios en los últimos años han utilizado el conocimiento de los sistemas inmunológicos de organismos avanzados para revelar las estrategias inmunológicas utilizadas por las bacterias”, concluyó Sorek. “Nuestro nuevo estudio muestra que el extenso conocimiento acumulado sobre los sistemas inmunológicos bacterianos nos permite seguir la lógica opuesta: podemos aprender sobre los sistemas inmunológicos de organismos avanzados estudiando los de las bacterias. Las moléculas de ATP se encuentran entre las más abundantes en la naturaleza, por lo que aclarar su papel en la inmunidad puede contribuir en gran medida a comprender las estrategias de defensa que utilizan innumerables organismos cuando son atacados por virus”.
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