Recientemente en un trabajo publicado en colaboración con el grupo de Lindsey Shaw (Universidad del Sur de Florida) y Antonio Ibarra (Instituto Politécnico Nacional), se analizó a una de las bacterias más estudiadas hoy en día, Acinetobacter baumannii. Dicha bacteria representa un problema desde el punto de vista de salud ya que puede causar infecciones muy serias en los pulmones, en el tracto urinario y en la sangre. Se puede propagar por contacto directo y se ha encontrado en la tierra, el agua, la comida e inclusive en la piel. En general, A. baumannii está involucrada en infecciones de tipo nosocomial, tales como septicemias o meningitis y le gusta alojarse en el tracto respiratorio.

En este sentido, en los últimos años, la aparición de diversas cepas de A. baumannii que son capaces de resistir a múltiples antibióticos u otros fármacos, así como la existencia de nuevos factores de virulencia exclusivos de cepas hipervirulentas (cepas bacterianas que han aumentado su patogenicidad, debido a los sitios de infección, tales como abscesos hepáticos o el sistema nervioso, entre otros o bien a un aumento en los factores de virulencia que contiene, tales como: sideróforos, reguladores de la cápsula (rmpA), aumento en la producción de cápsula (hipercápsula o fenotipo hipermucoviscoso)), representa una amenaza importante para la salud humana.

Figura tomada de CSH Press donde se muestran las características de Acinetobacter baumannii asociadas al mecanismo de patogénesis.

Aunque existen a la fecha diversos estudios que han descrito los elementos proteicos que están asociados al mecanismo de la virulencia en esta bacteria, muy pocos trabajos se han enfocado a determinar aquellas proteínas que podrían estar involucradas en los mecanismos de encendido (activación) y apagado (represión) de dichos genes. Dichos reguladores se han descrito para muchas bacterias, tanto experimentalmente como desde una perspectiva bioinformática; sin embargo, para el caso de A. baumanni, un análisis de sus elementos regulatorios podría significar la identificación de componentes que pueden modificarse a mediano y/o largo plazo y así proveer una estrategia de combate contra las infecciones asociadas a dicha bacteria.

De esta forma, lo que se describió en el trabajo previamente mencionado fue la utilización de herramientas bioinformáticas para la identificación de aquellas proteínas que regulan la expresión genética en esta bacteria. Es decir, se tomaron aquellas proteínas con información experimental en diversos organismos y se preguntó si existen proteínas similares en la bacteria de interés. Todos estos análisis se realizan en la computadora y son relativamente, rápidos y de bajo costo.

Cabe mencionar que se analizaron todos los genes que codifican para proteínas (secuencias de aminoácidos) en la cepa bacteriana, A. baumannii AB5075, debido a que es una cepa bacteriana resistente a diversos antibióticos y altamente virulenta en animales modelo; pero que es susceptible a los antibióticos tetraciclina e higromicina, la cual la hace una excelente modelo para manipulaciones genéticas. De esta forma, utilizando información previa, podemos determinar aquellos elementos (proteínas en este caso) que son similares a los organismos que se han descrito experimentalmente a lo largo de más de 50 años, tales como la bacteria Escherichia coli K12.

Este tipo de comparaciones, utilizando la información de múltiples organismos para identificar elementos comunes en un organismo de interés se conoce como Genómica Comparativa. En breve, utilizando un enfoque de Genómica Comparativa, se logró identificar lo que parecería ser el conjunto completo de proteínas que regulan la expresión genética en la bacteria patógena, un total de 243 proteínas que determinan el destino de cerca de 3.800 genes. Posteriormente, estas proteínas fueron comparadas con otras cepas de Acinetobacter, tales como aislados clínicos, así como una cepa de laboratorio, lo que condujo a la identificación de varios elementos reguladores conservados entre todas las cepas bacterianas, mientras que al mismo tiempo se descubrieron reguladores únicos de cepas hipervirulentas. Finalmente, comparando los elementos reguladores identificados en este estudio se evidenció que son esenciales para la infección con la cepa AB5075.

Este tipo de trabajos muestran la utilidad de comparar organismos utilizando herramientas bioinformáticas, lo que permite identificar posibles blancos terapéuticos.

 

Referencia

Casella LG, Weiss A, Perez-Rueda E, Ibarra JA, Shaw LN. 2017. Towards the Complete Proteinaceous Regulome of Acinetobacter baumannii. Microbial Genomics.  doi:10.1099/mgen.0.000107