• Los autores del avance (de derecha a izquierda), los doctores Rodrigo Sieira (autor principal del estudio), la doctora Ángeles Zorreguieta, jefa del Laboratorio de Microbiología Molecular y Celular del Instituto Leloir, Gabriela Sycz y Hernán Bonomi.
  • Imagen microscópica de la bacteria de la brucelosis (color verde) reproduciéndose en el interior de un glóbulo blanco de ratón (color rojo).
Científicos del Conicet

IDENTIFICAN LA RED GENÉTICA DE VIRULENCIA EN LA BRUCELOSIS

Se trata de 71 genes, que, entre otras funciones, modulan las reacciones de la cadena respiratoria, la resistencia al estrés y la “limpieza” de compuestos tóxicos y le permiten a Brucella evadir el sistema inmune del huésped y multiplicarse. El estudio, liderado por investigadores del CONICET en el Instituto Leloir, genera un conocimiento nuevo crucial para el desarrollo futuro de vacunas contra esta zoonosis que afecta al ganado y a las personas.

Por Ana M.Pertierra

La brucelosis, una patología del ganado y otros animales domésticos, también afecta a medio millón de personas por año en el mundo (incluyendo 10.000 argentinos). Ahora, un grupo de científicos descubrió la red genética de virulencia de la bacteria que causa la enfermedad, esto es, la sucesión de genes que se activan o se reprimen para favorecer la multiplicación del patógeno dentro del huésped.


Los científicos del Instituto Leloir trabajaron con la cepa 2308 de Brucella abortus, un especie muy virulenta que causa abortos en el ganado bovino. Y que puede infectar a los humanos mediante la manipulación de animales enfermos o por el consumo de productos vacunos contaminados.


Brucella es un patógeno intracelular facultativo gram negativo responsable de la brucelosis, una zoonosis de amplia distribución que afecta a una amplia gama de animales salvajes y domésticos. En el ganado la bacteria produce abortos en las hembras y orquitis e infertilidad en machos. La brucelosis se puede trasmitir a los humanos mediante el consumo de productos contaminados, inhalación de bacterias en aerosoles o contacto con lesiones, mucosas o tejidos.


Como patógeno intracelular el éxito de Brucella para establecer una infección persistente depende de su habilidad para sobrevivir y proliferar dentro de diferentes tipos celulares de mamíferos.


Si bien ya se conocía un importante factor de virulencia, el sistema de secreción tipo IV (T4SS), como regulador de transcripción, los científicos, mediante técnicas muy modernas pudieron ver todos los genes involucrados en la adaptación de la bacteria que a través del “encendido o apagado” de dichos genes, mecanismo por el cual la bacteria va generando un ambiente favorable para su sobrevida y proliferación cuando queda dentro de una vacuola lisosomal.


En el estudio, publicado en la revista “Nucleic Acids Research”, los científicos recrearon en el laboratorio las condiciones ambientales (acidez y nutrientes) que la bacteria de la brucelosis o Brucella encuentra en el interior de ciertas células inmunes cuando es fagocitada. Además, agregaron metabolitos específicos que favorecen la inducción de un factor de transcripción (VjbR) “encargado de activar los genes que requiere la bacteria para infectar a la célula hospedadora”, explicó el doctor Rodrigo Sieira, autor principal del estudio e investigador del Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA), que depende del CONICET y de la Fundación Instituto Leloir.


En una etapa siguiente, los científicos usaron tecnologías de última generación (ChIP-seq y RNA-seq) para identificar cuáles de los 3.000 genes bacterianos están regulados por el factor de transcripción VjbR y se “encienden o apagan” para facilitar la infección.


Resultaron ser 71 genes, que, entre otras funciones, influyen o modulan la respiración, la resistencia al estrés y la “limpieza” de compuestos tóxicos. De esta manera, Brucella, genera un ambiente propicio para su viabilidad y evadiendo el sistema de defensa de la víctima se multiplica.


En diálogo con FABA-INFORMA, Sieira, quien integra el Laboratorio de Microbiología Molecular y Celular del Leloir que dirige la doctora Ángeles Zorreguieta, señaló que “actualmente existen vacunas animales contra la brucelosis pero no para humanos y este nuevo conocimiento abriría las posibilidades de distintos targets donde ensayar estrategias profilácticas, por ejemplo mediante la supresión de ciertos genes clave para la virulencia de la bacteria”. Además –agregó– abre nuevas líneas de investigación para estudiar el rol específico de los genes identificados que no aún no han sido explorados.


Este hallazgo echa luz sobre el mecanismo intracelular de la bacteria causante de esta zoonosis que afecta principalmente a las personas en contacto con animales y específicamente constituye un riesgo profesional para veterinarios, además de otras personas que pueden infectarse a través del consumo de productos derivados de animales sin la correcta pasteurización. Tal es el caso del consumo de leche o quesos de elaboración casera o artesanal.


De este trabajo también participaron los doctores Gabriela Sycz y Hernán Bonomi, investigadores del Instituto Leloir y del CONICET. El análisis bioinformático de los datos se realizó en colaboración con la doctora Claudia Kleinman, de la Universidad McGill, en Montreal, Canadá.


El estudio fue posible gracias a la financiación otorgada por la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, y también a un programa de becas externas de CONICET.


Zorreguieta A et al, ChIP-seq analysis of the LuxR-type regulator VjbR reveals novel insights into the Brucella virulence gene expression network. Nucleic Acids Res.45 (10):5757-5769 (2017). https://academic.oup.com/nar/article/45/10/5757/3065826

UNA ZOONOSIS COSMOPOLITA

La brucelosis es una zoonosis de distribución cosmopolita que ha llegado a ser un serio problema económico y de salud pública en ciertos países. Los miembros del género Brucella son patógenos intracelulares facultativos que infectan una gran variedad de mamíferos. La bacteria se trasmite por ingestión o contacto con materiales contaminados provenientes de animales enfermos

Brucella es un género de bacterias que se encuentra en los animales y se transmite al ser humano, principalmente, por consumo de alimentos derivados de animales infectados, como leche, queso fresco, carnes, produciendo la enfermedad conocida como Brucellosis.


Los principales reservorios de la bacteria Brucella son los bovinos, porcinos,ovinos, caprinos, equinos, camélidos y perros, pero también se puede encontrar en animales salvajes, jabalís, bisontes, alces y liebre europeo.


Brucella, a diferencia de otras bacterias patógenas, posee una gran capacidad para sobrevivir y persistir en el ambiente en condiciones apropiadas: baja temperatura, humedad moderada, pH neutro. Asimismo, puede sobrevivir a temperaturas de refrigeración y congelación.


No obstante, a pesar de que puede encontrarse en el medio ambiente, no hay evidencia clara que pueda reproducirse fuera del reservorio animal. Por otra parte, es termosensible ya que no sobrevive a tratamientos térmicos superiores a 60 °C.


Etiología


Hay seis especies causantes de toxiinfecciones alimentarias en humanos y cada una tiene su reservorio animal específico: B. melitensis en ovejas y cabras, B. abortus en bovinos, B. suis en jabalíes y liebres, B. canis en perros y B. pinnipedialis en mamíferos marinos.


La bacteria Brucella se puede transmitir a las personas por varias vías:


  • • A través del contacto directo con animales (ej. tras un parto, heridas en la piel o mucosas) o canales infectadas con Brucella.

  • • Indirectamente a través de los alimentos procedentes de los animales infectados (principalmente leche) y del agua contaminados con Brucella.

  • • Contaminación cruzada en el matadero, en las fases posteriores de transformación de los alimentos, y en la preparación y cocinado de los alimentos en el hogar.

  • • Personas: Los manipuladores de alimentos pueden ser portadoras de Brucella de forma que al manipular los alimentos, sin tener en cuenta unas buenas prácticas de higiene, contaminan los alimentos.

  • • Agua: El agua de riego puede estar contaminada con Brucella, transmitiéndose a las frutas y verduras frescas regadas con dicha agua.


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