Factores animales podrían ayudar a comprender cómo prevenir la fiebre tifoidea en los seres humanos
La bacteria «Salmonella Typhi» («S. Typhi») es el agente causal de la fiebre tifoidea, que afecta solo a los seres humanos debido a un fenómeno conocido como restricción del hospedador, y se multiplica en el interior de los macrófagos, las células del sistema inmunitario responsables de eliminar patógenos. El coste socioeconómico de esta infección es muy alto, cobrándose la vida de más de 200 000 pacientes cada año. Investigaciones recientes han revelado la existencia de una ruta antimicrobiana en ratones necesaria para limitar la multiplicación de «S. Typhi» en los macrófagos y favorecer así la restricción del hospedador frente a este patógeno. A pesar de este gran avance, aún se desconocen los mecanismos moleculares empleados por los macrófagos para eliminar la «S. Typhi», así como su papel en la adaptación del hospedador humano. Los factores necesarios para eliminar la «S. Typhi» El proyecto financiado con fondos europeos KILLINGTYPHI ha optimizado las condiciones del análisis del genoma a gran escala a una escala más pequeña. El objetivo era identificar los genes responsables de codificar para las RabGTPasas y las deubiquitinasas, dos familias de proteínas empleadas por la «Salmonella» y otros patógenos para provocar enfermedades. «Además, queríamos evaluar factores que se sabe que tienen un impacto en la supervivencia de patógenos bacterianos en los macrófagos y estudiar su papel en el resultado de la infección por “S. Typhi”», comenta la profesora Stefania Spano, coordinadora del proyecto. La investigación se distingue de las demás gracias al uso creativo de dos tecnologías de vanguardia, a saber: la técnica CRISPR/Cas9, que es una forma muy rápida, barata y precisa de editar genes bajo control, y las moléculas de ARN horquillado corto (ARNhc), que se emplearon para suprimir la actividad de los genes diana en las células hospedadoras. Tal y como apunta la doctora Virtu Solano-Collado, la colaboradora que lideró la investigación: «La tecnología del ARNhc no se ha empleado apenas con patógenos y nunca con “Salmonella”. Es más, CRISPR/Cas9 nunca se ha utilizado para interpretar preguntas relacionadas directamente con interacciones hospedador-patógeno». Conseguido un análisis de silenciamiento no sesgado en macrófagos de ratón Los investigadores estudiaron la tasa de infección de «S. Typhi» empleando macrófagos derivados de la médula ósea (MDMO) de ratón y moléculas de ARNhc para suprimir la expresión de los genes diana en las células hospedadoras. La mejor manera de administrar los ARNhc fue a través de partículas de lentivirus con la infección lentiviral optimizada. Para cuantificar la tasa de infección, KILLINGTYPHI desarrolló una cepa fluorescente de «S. Typhi» que porta una copia del gen mCherry, que emite una llamativa luz fluorescente de color rojo. «La nueva cepa fue desarrollada tras varios intentos fallidos gracias a la colaboración con la experta Leigh Knodler, profesora en la Escuela Paul G. Allen de Salud Animal Mundial en Washington», explica la doctora Solano-Collado. Análisis de microscopía y citometría de flujo ulteriores ayudaron a cuantificar la tasa de infección. El empleo del gen mCherry permitió a los investigadores del proyecto alcanzar varios hitos. «Hemos sido capaces de distinguir células que contienen tan solo una o dos bacterias a partir de células no infectadas (sin bacterias)», apunta la doctora Solano-Collado. Otro cambio pequeño pero significativo en el método que mejora enormemente los resultados consiste en revertir el entrecruzamiento de ADN provocado por el paraformaldehído empleado para fijar las células. Los investigadores ahora pueden usar tan solo 2 000 células para obtener productos de ADN que pueden ser secuenciados. Centrarse en los propios genes Paralelamente al cribado del ARNhc, los investigadores del proyecto han evaluado el efecto de dos mecanismos antimicrobianos de los macrófagos relacionados con la eliminación de la «S. Typhi» en células de ratón, a saber: el transporte de cobre y el péptido antimicrobiano relacionado con la catelicidina (CRAMP). Se sabe que el cobre es transferido a los compartimentos que contienen patógenos a través de un transportador denominado ATP7A. Los resultados del cribado obtenidos hasta el momento sugieren que la ausencia de CRAMP o la disminución de ATP7A no afectan a la supervivencia de la «S. Typhi» en los macrófagos de ratón, si bien estos resultados están siendo analizados en mayor detalle en la actualidad. Próximos pasos para combatir una enfermedad mortal «Tan pronto tengamos disponibles los datos de secuenciación del cribado genético a pequeña escala, estaremos listos para iniciar el cribado del genoma completo, cuyos resultados formarán la base de futuras solicitudes de financiación para continuar el trabajo», explica la doctora Solano-Collado. La profesora Spano concluye destacando el impacto significativo que se espera que KILLINGTYPHI tenga en la sociedad a largo plazo. «Confiamos en que nuestros hallazgos ayuden a descubrir medicamentos alternativos o a desarrollar vacunas más eficaces contra la “S. Typhi” a fin de prevenir la infección, lo que tiene una importancia vital si tenemos en cuenta la velocidad con la que pueden propagarse las enfermedades infecciosas por el mundo».
Palabras clave
KILLINGTYPHI, «S. Typhi», macrófago, fiebre tifoidea, cribado, ARNhc, CRISPR/Cas9
