Nuevos agentes antimicrobianos

? Noelia Valbuena es la autora de una investigación dirigida por los doctores Gil Santos y Mateos Delgado en la que se han obtenido una serie de resultados totalmente novedosos para desvelar los mecanismos moleculares que rigen los procesos de crecimiento y división celular en corinebacterias, un grupo de microorganismos Gram-positivos con importancia en campos como la industria de fermentación, agricultura y medicina. El microorganismo Corynebacterium glutamicum, objeto de este estudio, es una corinebacteria no patógena utilizada convencionalmente en la industria para la producción de aminoácidos y otros metabolitos secundarios mediante procesos fermentativos. Dentro del género Corynebacterium se encuentra el microorganismo causante de la difteria, así como otras especies que se consideran patógenos emergentes en humanos. Debido a estas circunstancias y a que las corinebacterias se encuentran filogenéticamente relacionadas con miembros del género Mycobacterium (con especies causantes de enfermedades como la tuberculosis o la lepra), los ensayos que pongan al descubierto los mecanismos moleculares implicados en el crecimiento de la bacteria C. glutamicum serán, por extrapolación, útiles para el control de corinebacterias o micobacterias patógenas. En las últimas décadas, han surgido un gran número de microorganismos que presentan múltiples resistencias a antibióticos, como consecuencia del uso indiscriminado de dichos agentes antimicrobianos. El estudio detallado del proceso de crecimiento y división celular en corinebacterias, así como la búsqueda de nuevas dianas para agentes antimicrobianos presentes en estos microorganismos dificultará la aparición de resistencias a los antibióticos. Con el objetivo de profundizar en el conocimiento del crecimiento y división en C. glutamicum, se ha estudiado un grupo de genes que codifican para las denominadas proteínas de unión a penicilina (Penicillin Binding Proteins, PBPs), las cuales participan activamente en los procesos de crecimiento y división bacteriana. Estas proteínas fueron descubiertas por su interacción específica con el antibiótico penicilina. Las PBPs se clasifican en dos grupos, según se trate de proteínas de alto peso molecular (HMW-PBPs), o de bajo peso molecular (LMW-PBPs). Análisis genético La investigación se ha centrado en el análisis de todos los genes que codifican para las proteínas de unión a penicilina de alto peso molecular (HMW-PBPs) en C. glutamicum. La función de las HMW-PBPs en la célula bacteriana es la de entrelazar los bloques estructurales para conformar la pared celular, generando una especie de armazón externo que confiere la forma de la bacteria y la protege de las condiciones adversas del exterior. La pared celular bacteriana es una estructura única, ausente en el resto de seres vivos, por lo que constituye una diana adecuada para el control y muerte de las bacterias, sin interferir con dianas semejantes en células humanas, animales o vegetales. Durante el ciclo de vida de la mayoría de las bacterias se requiere la síntesis continua de nueva pared a lo largo de toda la longitud celular, permitiendo el crecimiento celular, y la síntesis transitoria de pared en la mitad celular (septo de división) cuando la célula madre se divide y genere dos células hijas. C. glutamicum, y por tanto el grupo de las corinebacterias, presentan un mecanismo de crecimiento y división diferente al resto de las bacterias; la síntesis de nueva pared celular (crecimiento) tiene lugar en los extremos (polos) de la célula y temporalmente en la mitad celular para formar el septo de división. Por tanto, las corinebacterias crecen a partir de los polos y del septo. El estudio de las proteínas HMW-PBPs en otras bacterias como Escherichia coli o Bacillus subtilis revela que todas las PBPs (en general) intervienen en la síntesis de pared tanto para el crecimiento como para la división, salvo en el caso de la proteína PBP3 que sólo intervendría en la síntesis de pared en el septo de división. La situación es diferente en C. glutamicum, ya que todas las HMW-PBPs (incluyendo PBP3) se localizan en el septo de división y en los polos celulares y esta diferente localización concuerda con el tipo de crecimiento que presentan las corinebacterias. PBP3 es la única PBP esencial en C. glutamicum ya que fue imposible eliminar esta actividad, es decir, su función es necesaria para el crecimiento y división y no se puede prescindir de ella. La construcción de mutantes demostró que hay dos PBPs de gran importancia para C. glutamicum, y por tanto, podrían ser dianas para el diseño de agentes antimicrobianos. Aunque esta investigación aporta datos muy importantes en el crecimiento y división de C. glutamicum, se necesita profundizar aún más en estos procesos tan complejos. En estos momentos se están llevando a cabo estudios complementarios a los presentados en esta investigación por otros investigadores del mismo equipo, que sin duda aportarán más información al crecimiento de las corinebacterias.