Estudio revela capacidad de Zinc para regular virulencia de bacteria

    Cada año se diagnostican en todo el mundo unos 150 millones de nuevos casos de infección de orina

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    El zinc es capaz de modificar la agresividad con que se presenta la bacteria Escherichia coli (E. coli), un patógeno que provoca infecciones de orina, de acuerdo con un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Barcelona (UB).

    Cada año se diagnostican en todo el mundo unos 150 millones de nuevos casos de infección de orina, la mayoría producidos por bacterias. Esta patología afecta más a las mujeres y puede generar otras complicaciones de salud si no se trata a tiempo.

    Entre un 70 y un 80 por ciento de las infecciones son causadas por cepas uropatógenas de E. coli, una especie bacteriana en cuya virulencia se encuentra implicada una amplia serie de factores.

    El zinc es un metal esencial para la fisiología celular. La respiración celular, la replicación del ADN y el ARN, la señalización intracelular y la síntesis proteica son algunos de los procesos básicos para la vida en los que este elemento es imprescindible.

    No obstante, este elemento es tóxico en concentraciones elevadas, por lo que la regulación de los niveles de zinc intracelular (homeostasis) es una maquinaria finamente controlada.

    El profesor del departamento de Genética, Microbiología y Estadística de la UB, Carlos Balsalobre, explicó que el nivel de concentración del zinc en el intestino, en la orina y en el medio intracelular, unos ámbitos que coloniza la E. coli, puede variar en un amplio rango.

    “En el caso del intestino, que tiene altas concentraciones de zinc, la alfa-hemolisina deja de expresarse, y la E.coli uropatógena no suele generar infecciones. Ahora bien, si disminuye la concentración del metal, por ejemplo, en el tracto urinario, esta toxina pasa a expresarse en grandes cantidades”, indicó.

    También explicó que durante el proceso infeccioso la bacteria penetra dentro de las células, un medio donde las concentraciones de zinc pueden ser aún más bajas.

    Por tanto, potenciar el crecimiento bacteriano in vitro y en ausencia de zinc ha sido uno de los retos metodológicos más complejos del nuevo trabajo para los investigadores.

    Para ello, tuvieron que eliminar los metales del medio con agentes quelantes y luego añadir los elementos básicos (a excepción del zinc). El zinc se une al factor de transcripción Zur (zinc uptake regulator) y favorece su unión al ADN (en concreto, a la región promotora de los genes regulados).

    La primera autora del trabajo, la científica Elsa Velasco, sostuvo que como resultado de esta unión, queda interrumpida la transcripción y, por tanto, también la expresión génica.

    “Por tanto, en presencia de zinc, los genes regulados por Zur se encuentran silenciados. En cambio, en ausencia de zinc, el factor Zur no puede unirse al ADN y los genes regulados por este factor de transcripción pasan a expresarse”, afirmó.

    La especialista añadió que algunos genes que codifican para la hemolisina tienen un lugar de unión para el regulador Zur en la región promotora. Por ello, la expresión génica de esta toxina está afectada por los niveles de zinc que hay en el medio.

    En un comunicado emitido por la institución, especificó que entre el 40 y el 50 por ciento de las cepas uropatógenas de E.coli son capaces de expresar la alfa-hemolisina; sin embargo, no todos los genes relacionados con la producción de la hemolisina responden al zinc.

    Hasta la fecha, se han identificado dos tipos de genes que participan en la síntesis de alfa-hemolisina en la E. coli uropatogénica.

    Esta investigación aportará nuevas herramientas para impulsar tratamientos terapéuticos diseñados de forma específica que ayuden a luchar contra algunas fases clave del proceso infeccioso bacteriano.

    Muchas bacterias son imbatibles con los medicamentos conocidos hasta ahora; de hecho, algunas infecciones bacterianas, que han sido vencidas durante años con los tratamientos farmacológicos, ya no responden a los antibióticos, ni siquiera a los más novedosos.

    Hoy en día, la resistencia bacteriana es una de las mayores amenazas para la salud global y por ello representa también un problema para los pacientes afectados por infecciones recurrentes de orina.

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