Un reciente estudio internacional, liderado por un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona (IRB Barcelona), ha revelado un mecanismo clave que permite a la bacteria Vibrio cholerae colonizar el intestino humano y generar la toxina responsable del cólera, una enfermedad que puede resultar mortal. Este trabajo, publicado en la revista Science Advances, ha logrado cartografiar el proceso de infección con un nivel de detalle sin precedentes, abriendo así nuevas posibilidades para tratamientos terapéuticos.
Aunque ya se conocían los interruptores moleculares que regulan la propagación del cólera en el intestino, se desconocía cómo interactuaban estos con el motor de transcripción bacteriano, la ARN polimerasa. El nuevo estudio proporciona una visión detallada de esta interacción molecular. Según Miquel Coll, investigador del CSIC en el Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB) y coordinador del estudio, "comprender esta interacción a nivel molecular nos da una nueva visión de cómo se controla la virulencia bacteriana".
Mortalidad y desafíos del cólera a nivel global
El cólera representa un desafío significativo para la salud pública mundial, con estimaciones que indican entre 1.3 y 4 millones de casos anuales y decenas de miles de muertes en todo el mundo. Esta enfermedad, provocada por Vibrio cholerae, se propaga principalmente a través del agua y alimentos contaminados, afectando especialmente a regiones con acceso limitado a saneamiento seguro. Factores como conflictos armados, cambios climáticos y desplazamientos poblacionales han contribuido al aumento de brotes epidémicos. En respuesta al resurgimiento global de casos que afecta a 60 países, la Organización Mundial de la Salud (OMS) clasificó el cólera como una emergencia sanitaria grave en 2023.
ToxR y TcpP, factores clave en la transcripción de Vibrio cholerae, detectan señales externas como las sales biliares presentes en el intestino delgado humano. Una vez activados, estos factores se unen al ADN bacteriano para iniciar una cascada regulatoria que culmina en la producción de la toxina del cólera y estructuras filamentosas que permiten a la bacteria adherirse a las paredes intestinales.
Nuevas perspectivas sobre la virulencia bacteriana
A diferencia de otros reguladores bacterianos que inducen cambios estructurales en la ARN polimerasa para comenzar la transcripción, este estudio revela que ToxR y TcpP actúan como anclas moleculares. Estabilizan una parte específica de la enzima directamente sobre el ADN sin provocar reajustes conformacionales. Esto indica que activar los genes relacionados con la virulencia no implica remodelar la maquinaria de transcripción, sino estabilizarla en una configuración eficiente.
Los investigadores identificaron un aminoácido crítico, una fenilalanina, como puente molecular entre el factor de transcripción y la polimerasa. Según Adrià Alcaide, primer autor del estudio e investigador del CSIC en el IBMB, "si se muta este aminoácido, todo el proceso de activación falla, haciendo que las bacterias sean inofensivas".
Implicaciones para tratamientos futuros contra el cólera
El cólera puede provocar deshidratación severa en pocas horas, especialmente entre niños y ancianos. Un tratamiento oportuno con terapia de rehidratación y antibióticos puede reducir significativamente las tasas de mortalidad; sin embargo, algunas cepas han desarrollado resistencia a diversos antibióticos. La similitud molecular observada entre los sitios activos de ARN polimerasa en V. cholerae y E. coli sugiere que los antibióticos existentes podrían optimizarse para tratar eficazmente el cólera.
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