CSIC (08/05/2014)

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Madrid, jueves 8 de mayo de 2014
Identificado el mecanismo de división
celular del neumococo
 Investigadores del CSIC caracterizan una proteína del
neumococo, clave para el desarrollo de vacunas
 Entre el 40% y el 50% de las cepas de esta bacteria presentes
en España son resistentes a la penicilina
 Este patógeno, responsable de neumonías y meningitis,
causa millones de muertes al año en todo el mundo
Una investigación liderada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
y la Norges miljø-og biovitenskapelige universitet ha determinado la estructura
tridimensional de la proteína PcsB, esencial en el proceso de división celular de la
bacteria patógena del neumococo, responsable de neumonías y meningitis. Este
conocimiento podría contribuir al desarrollo de antibióticos más eficaces y vacunas
contra el neumococo. El estudio se publica en la revista Nature Communications.
“El conocimiento de este mecanismo celular podría tener dos principales aplicaciones.
Si se hallase una molécula que lo bloquee y detenga su crecimiento, se podrían
desarrollar nuevos antibióticos”, según explica el investigador del CSIC Juan A.
Hermoso. Otra aplicación sería el desarrollo de una nueva generación de vacunas.
La Organización Mundial de la Salud advierte de que un alto porcentaje de las
infecciones adquiridas en los hospitales están causadas por bacterias muy resistentes.
Esta organización señala además que, en infecciones graves tratadas en hospitales, el
porcentaje de muertes por bacterias resistentes es el doble que con bacterias no
resistentes. Este problema podría suponer la vuelta a la era pre-antibiótica, en la que
infecciones comunes o pequeñas heridas podían resultar mortales.
Una de las claves de la supervivencia de las bacterias patógenas ante los antibióticos es
su alta capacidad para reproducirse. Una bacteria se divide para dar lugar a dos células
hijas cada 20 minutos (en un día daría lugar a 4.700 trillones de bacterias). Por tanto, el
conocimiento de los mecanismos de división celular es crítico en la lucha contra las
infecciones bacterianas. La PcsB es una proteína esencial del neumococo implicada en
la separación de las células hijas.
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En este trabajo se ha estudiado el mecanismo de división del neumococo
(Streptococcus pneumoniae) y se ha determinado la estructura tridimensional de la
PcsB mediante cristalografía de rayos X. La PcsB tiene una estructura nunca vista en
otras proteínas: está formada por dos módulos, uno es responsable de la degradación
de la pared bacteriana (módulo catalítico), y el otro, alargado en forma de “V”,
funciona como “pinzas moleculares” que sujetan al primero en un estado inactivo.
La proteína se mantiene así, inactiva, y sólo cuando se va a producir la división celular
se provoca la liberación del módulo catalítico. Esta activación requiere una dosis de
energía para abrir las pinzas moleculares, aportada por otro complejo de proteínas.
Esta apertura liberaría al módulo, que puede así romper la pared bacteriana. Se
iniciaría así la degradación de la pared celular para permitir la reproducción de la
bacteria, lo que a su vez le permite aumentar su resistencia a los antibióticos.
El mecanismo permite, pues, la activación de PcsB solamente en el momento
necesario, el de la división de la célula. Durante el resto del tiempo, el neumococo es
capaz de mantener inactiva a esta peligrosa proteína que podría provocar su suicidio si
no se regulara convenientemente.
La neumonía, un problema de salud mundial
La neumonía o pulmonía es la patología asociada a los neumococos con mayor índice
de mortalidad infantil. Según la OMS, se registran unos dos millones de muertes de
niños al año por su causa, cifra superior al número de defunciones infantiles que
provoca el sida, la malaria y el sarampión juntos.
“La bacteria tiene una gran resistencia a los antibióticos: entre el 40 % y el 50 % de las
cepas presentes en España son capaces de evadir la acción de la penicilina. Existe,
además, un número creciente de cepas en todo el mundo que resisten la acción de
varios antibióticos a la vez”, apunta Hermoso.
Las vacunas actuales contienen una mezcla de azúcares (polisacáridos) de la cápsula
del neumococo (envoltura de azúcares que recubre la bacteria). Esto provoca que la
vacuna sea costosa y reduce su especificidad. Teniendo en cuenta que existen al
menos 90 variantes diferentes de cápsulas, es muy difícil cubrir todas ellas.
Una alternativa consiste en usar vacunas basadas en antígenos no-polisacáridos. La
proteína PcsB está expuesta en la superficie del neumococo y está bien conservada
entre las cepas clínicas de esta bacteria, por lo que se ha demostrado como un
candidato ideal para el desarrollo de las nuevas vacunas contra el neumococo.
Sergio G. Bartual, Daniel Straume, Gro Anita Stamsås, Inés G. Muñoz, Carlos Alfonso, Martín MartínezRipoll, Leiv Sigve Håvarstein & Juan A. Hermoso. Structural basis of PcsB-mediated cell separation in
Streptococcus pneumoniae. Nature Communications (2014). Doi: 10.1038/ncomms4842
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