Trazan un mapa tridimensional de proteínas clave en el desarrollo de la enfermedad
La Nación
Fernando Goldbaum (atrás), Sebastián Klinke y Vanesa Zylbeman
Foto: Gentileza Instituto Leloir
Supongamos que alguien busca diseñar una droga ciento por ciento efectiva contra la brucelosis, enfermedad que ocasiona pérdidas millonarias al ganado y que también afecta a las personas en contacto con animales infectados. Una de las estrategias a seguir sería desactivar la acción de las proteínas que llevan la voz de mando en la infección. Pero para encontrar ese talón de Aquiles hay que bucear dentro de un caldo de las más de 3000 proteínas que fabrica Brucella , bacteria causante de la enfermedad, que mide entre uno y dos micrones (millonésimas de metro).
Un grupo de investigadores argentinos aceptó el desafío, y sus hallazgos nos colocan un paso adelante en el camino de vencer la brucelosis. Ocurre que mediante una técnica conocida como cristalografía de rayos X lograron determinar la estructura tridimensional de algunas de las proteínas clave, y con esa foto al detalle, el punto vulnerable de la bacteria quedó al desnudo.
Por su aporte, el trabajo mereció la portada de la edición de hoy de la revista científica internacional Journal of Molecular Biology , y en el ámbito local acaba de ser premiado en el congreso anual de la Asociación Argentina de Cristalografía, en San Luis.
Si bien colaboraron en la investigación especialistas de Brasil, Estados Unidos y Alemania, los líderes fueron los argentinos Sebastián Klinke, Vanesa Zylberman, Hernán Bonomi y Fernando Goldbaum, del Laboratorio de Inmunología Molecular y Estructural del Instituto Leloir e investigadores del Conicet. En realidad, el trabajo coronó la tesis de doctorado de Klinke, un joven químico que egresó de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA con un promedio de 9,81 y que asegura que le gusta tanto hacer ciencia como jugar al fútbol.
Un talón de Aquiles
El eje central del trabajo es la determinación de las estructuras tridimensionales de un conjunto de proteínas involucradas en la síntesis de riboflavina -también conocida como vitamina B2- en la bacteria Brucella. La riboflavina es una vitamina esencial para la supervivencia de la bacteria; sin ella no puede multiplicarse ni infectar.
«Estudiamos la Lumazina sintetasa , proteína que cataliza el penúltimo paso en la ruta biosintética de la riboflavina. Como esa proteína no se encuentra en animales ni en el hombre, es un blanco muy atractivo para el desarrollo de compuestos químicos antimicrobianos, ya que al bloquear esa enzima (y por ende la capacidad de la bacteria para sintetizar la vitamina) ésta se torna incapaz de infectar y de reproducirse de manera adecuada», explica Klinke.
Brucella produce dos enzimas diferentes con poder para acelerar esa reacción química: la RibH1 y la RibH2; los experimentos que acaban de realizarse describen por primera vez las estructuras tridimensionales de ambas. «La RibH2 presenta un poder inmunogénico notable y da lugar a la generación de una cantidad muy importante de anticuerpos contra esta proteína, tanto en animales infectados naturalmente por Brucella como en ratones de laboratorio», agrega. Más todavía, se vio que la proteína RibH2 es uno de los elementos indispensables para que Brucella pueda desplegar toda su virulencia.
«Es poco común que existan dos proteínas para realizar una misma función, y por ese motivo estudiamos su presencia en otras bacterias relacionadas evolutivamente con Brucella pero que no son patogénicas, como Mesorhizobium loti , un microorganismo que ayuda a la fijación de nitrógeno atmosférico en ciertas plantas. Constatamos con asombro que a pesar de que la función biológica que desempeñan estas dos bacterias es muy diferente, las estructuras de las RibH2 de estos microorganismos son prácticamente un calco. Esta rareza es la que vamos a seguir investigando», subrayó Klinke.
Para el doctor Diego Comerci, del Instituto de Investigaciones Biotecnológicas de la Universidad de San Martín: «Sabiendo que la RibH2 es un factor de virulencia muy importante para Brucella, el conocimiento sobre su estructura representa un aporte muy importante, ya que podemos pensar en generar una nueva familia de antimicrobianos específicos para estas bacterias».
La cristalografía de rayos X permite obtener la imagen tridimensional de una molécula a partir de un cristal. El hielo que se forma en la heladera o la sal de cocina son ejemplos cotidianos de cristales, aunque fabricarlos en el laboratorio requiere grandes dosis de paciencia. Conocer la estructura tridimensional de una proteína significa ubicar en el espacio cada uno de los átomos que la componen.
La brucelosis es una enfermedad que afecta a vacas, cerdos, ovejas y cabras. El ser humano la contrae por consumo de derivados lácteos no pasteurizados o por contacto con animales infectados. Aunque existen tratamientos con antibióticos, la enfermedad suele hacerse crónica. Genera millonarias pérdidas económicas en la Argentina y Brasil, y hasta la fecha ninguna vacuna es totalmente efectiva.
Agencia CyTA Instituto Leloir
Por Claudia Mazzeo
Para LA NACION
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