Científicos identifican una proteína bacteriana que inhibe la respuesta inflamatoria

La molécula es secretada por la especie Coxiella burnetii –causante de la fiebre Q– para esquivar al sistema inmunológico. Este descubrimiento puede allanar el camino hacia nuevos tratamientos contra la sepsis

Por Karina Toledo  |  Agência FAPESP – Un grupo internacional de investigadores encabezados por Dario Zamboni, de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto de la Universidad de São Paulo (FMRP-USP), en Brasil, develó la estrategia de la cual se valen bacterias de la especie Coxiella burnetii para engañar al sistema inmunológico e inhibir el proceso inflamatorio desencadenado por células de defensa cuando entran en contacto con patógenos de este tipo.

Aparte de ayudar en el combate contra la propia C. burnetii, considerada altamente patogénica, este descubrimiento allana el camino hacia el desarrollo de nuevos tratamientos contra la sepsis, la inflamación sistémica que constituye la principal causa de muerte en las Unidades de Terapia Intensiva (UTI) y una de las principales causas de mortalidad hospitalaria tardía en Brasil.

Los experimentos se llevaron a cabo en el marco de un Proyecto Temático que contó con el apoyo de la FAPESP bajo la coordinación de Zamboni. Y los resultados se dieron a conocer en un artículo publicado en la revista Nature Communications.

“Tenemos un particular interés en la C. burnetii porque es una bacteria bastante subversiva, pues inhibe diversas etapas relacionadas con la activación del sistema inmunológico. Por eso es tan virulenta. Se estima que una sola de estas bacterias es capaz de hacer enfermar a un individuo sano”, comentó Zamboni.

La C. burnetii, normalmente hallada en las secreciones (moco vaginal, leche, excrementos, orina o semen) de animales de cría tales como cabras, cerdos y vacas, infecta a los humanos por vía inhalatoria, causando un cuadro de neumonía atípica conocido como fiebre Q. En algunos casos, la infección puede perjudicar al hígado o al corazón al provocar endocarditis (la inflamación del revestimiento interno de este último órgano) y alteraciones en las válvulas cardíacas.

“Ya sabíamos que estas bacterias tienen la capacidad de inhibir a los macrófagos que infectan. De ese modo, las células que fagocitan a las bacterias no logran activarse y no se concreta el comienzo de la respuesta inflamatoria. Nuestro objetivo consistía en descubrir los mecanismos moleculares mediante los cuales esto ocurre”, dijo Zamboni.

Los macrófagos son normalmente las primeras células de defensa que entran en acción cuando un patógeno infecta al organismo, en un proceso sumamente importante para que se concrete la respuesta inmune. Dentro de los macrófagos, un grupo de proteínas conocidas como caspasas se aglomeran formando un complejo denominado inflamasoma. A su vez, este complejo da inicio a un proceso inflamatorio fuera de las células al atraer a ese sitio a otras células de defensa, tales como los neutrófilos y otros fagocitos y células que serán importantes para inducir una respuesta inmune protectora.

En el caso de bacterias gramnegativas como la C. burnetii, la inflamación se desencadena cuando receptores celulares reconocen un componente de las bacterias denominado LPS (lipopolisacárido bacteriano). Esto provoca la activación de un tipo de inflamasoma mediado por la proteína caspasa-11, que fue el objeto de este estudio coordinado por Zamboni.

El grupo de las bacterias gramnegativas incluye a otros importantes causantes de enfermedades en humanos, entre ellos la Escherichia coli, la Shigella, la Salmonella, la Pseudomonas y la Legionella pneumophila. Todos estos microorganismos poseen LPS y activan el inflamasoma mediado por caspasa-11.

Ensayos in vitro

Mediante experimentos in vitro realizados con macrófagos de ratones, los científicos testearon dos posibles hipótesis: la primera indicaba que la LPS de la C. burnetii no sería capaz de activar el inflamasoma; la otra apuntaba que, aunque el inflamasoma se activase, la bacteria secretaría alguna otra sustancia capaz de inhibir la inflamación.

“Para descubrir cuál de ambas hipótesis estaba en lo cierto, nos valimos de un abordaje de coinfección, es decir: primero infectamos la célula con C. burnetii. Un día después, infectamos la misma célula con la bacteria L. pneumophila, que sabidamente es capaz de inducir el inflamasoma mediado por la caspasa-11”, comentó Zamboni.

El grupo observó entonces que, aun con la L. pneumophila dentro de la célula, el inflamasoma no se activó, lo cual comprobó que la C. burnetii estaba inhibiendo activamente la inflamación por medio de la secreción de alguna sustancia. Faltaba saber cuál era.

“Sabíamos que la C. burnetii secreta algunas decenas de proteínas dentro de la célula. Entonces expresamos diversos genes de Coxiella mutantes de L. pneumophila. Cada mutante expresaba una proteína C. burnetii distinta”, comentó el investigador.

Los macrófagos de ratones fueron infectados con los mutantes de L. pneumophila y los científicos observaron que la bacteria que expresaba el gen anotado como CBU1823, posteriormente denominado IcaA (del Inglés Inhibition of caspase activation), fue la única capaz de inhibir la formación del inflamasoma mediado por caspasa-11.

De acuerdo con Zamboni, este descubrimiento ayuda a entender por qué la C. burnetii es tan patogénica. “Este microorganismo utiliza varias proteínas para engañar al sistema de defensa, y nosotros demostramos que la IccA es una de éstas”, dijo.

Asimismo, el científico añadió que esto abre la posibilidad de utilizar moléculas con acción similar a la IcaA para inhibir la actividad de la caspasa-11 y, por consiguiente, combatir enfermedades inflamatorias tales como la sepsis, por ejemplo. Muchos casos de esta enfermedad, particularmente los disparados por bacterias gramnegativas, están relacionados con la activación de la caspasa-11.

Puede leerse el artículo intitulado Inhibition of inflammasome activation by Coxiella burnetii type IV secretion systen effector IcaA (doi: 10.1038/ncomms10205) en la siguiente dirección: www.nature.com/ncomms/2015/151221/ncomms10205/full/ncomms10205.html.