Desvelada la estructura de una proteína por la que los bacteriófagos se anclan a las bacterias

Para desarrollar la idea de sustituir los antibióticos por virus que maten a las bacterias, en el Centro Nacional de Biotecnología del CSIC estudian las proteínas que permiten a esos virus bacteriófagos anclarse sobre la superficie de las bacterias. Y acaban de conseguir un avance realmente interesante: desvelar la estructura de una de estas proteínas.

Estructura de las proteínas de anclaje a la pared bacterianaCada bacteriófago se adhiere de forma muy específica a una especie determinada de bacteria. Así que ¡habría que utilizar un virus distinto contra cada tipo de bacteria! Por ello, y como parte de un proyecto financiado por la Fundación Bill & Melinda Gates, en el grupo de Mark van Raaij quieren crear mediante mutaciones puntuales de un bacteriófago concreto multitud de ellos para que sean utilizados contra el tipo de bacteria que se desee. El primer paso ha sido estudiar el mecanismo exacto por el que los bacteriófagos se colocan sobre la bacteria y se anclan a su membrana justo antes de empezar la destrucción de la misma.

Analizando con precisión la estructura de las fibras mediante las que el bacteriófago T7 se une a las bacterias, han comprobado que están formadas por tres unidades de una misma proteína (coloreadas en la imagen en verde, rojo y azul). Mediante la cristalografía de rayos X han determinado la existencia de un área justo antes de la zona que se una a las bacterias que dota a estas fibras de gran flexibilidad. Una flexibilidad que parece ser de gran importancia a la hora de que el virus ajuste con precisión su anclaje a la pared bacteriana.

Gracias a la gran calidad de los datos obtenidos, han podido localizar con precisión las zonas concretas a través de las cuales se produce la unión entre los dos microorganismos. Datos que corroboran lo que venían indicando estudios previos de los aminoácidos que forman estas proteínas.

Ahora, el grupo de van Raaij generará miles de bacteriófagos con mutaciones aleatorias en las zonas que determinan su unión a las bacterias. Según William Studier, experto en bacteriófagos del Brookhaven National Laboratory de Nueva York, con estos datos se podrán generar estos mutantes de forma más dirigida y menos aleatoria. Eso sí, no les evitará tener que ir analizándolos uno a uno para saber con qué grado de especificidad se unen a las diferentes bacterias.

Una vez que hayan detectado los mutantes que eliminan concretamente a las bacterias patógenas que les interesen, los producirán en grandes cantidades para ensayar su uso como tratamientos. Algo que, de todos modos, no es tan sencillo como pudiera uno suponer. Como explica el catedrático de Biología Molecular de la Universidad de Texas James Bull, el que un virus se una a una bacteria no implica necesariamente que la pueda destruir. De hecho, en su laboratorio comprobaron hace poco que la presencia de una enzima es el punto crítico para que el virus destruya a la bacteria. Claro, que una vez unido a la bacteria…

Referencias:
García-Doval, C van Raaij MJ. Structure of the receptor-binding carboxy-terminal domain of bacteriophage T7 tail fibers. Proc Natl Acad Sci USA. 2012 May 28.
Heineman RH, Springman R, Bull JJ. Optimal foraging by bacteriophages through host avoidance. Am Nat. 2008 Apr;171(4):E149-57.
Bull JJ, Otto G, Molineux IJ. In vivo growth rates are poorly correlated with phage therapy success in a mouse infection model. Antimicrob Agents Chemother. 2012 Feb;56(2):949-54.

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