La molècula misteriosa desperta virus assassins

La molècula misteriosa desperta virus assassins
La molècula misteriosa desperta virus assassins
Anonim

Alguns bacteris intestinals tenen un superpoder: poden reanimar virus latents que s'amaguen en altres microbis.

"Aquest despertar viral desencadena infeccions en tota regla que destrueixen les cèl·lules portadores de virus", diu el laboratori de l'Institut Mèdic Howard Hughes. La investigació d'Emily Balskus es va publicar a la revista Nature el 23 de febrer de 2022. Una molècula misteriosa anomenada colibactina pot despertar virus assassins d'un estat latent.

"Els microbis solen generar compostos nocius, però entre aquestes armes químiques, la colibactina sembla inusual", diu Emily Balskus, biòloga química de la Universitat de Harvard. Explica que la colibactina no mata directament els organismes diana, sinó que altera les cèl·lules microbianes, activant virus latents i mortals amagats en els genomes d'alguns bacteris.

La gent fa temps que estudia els potents compostos que produeixen els microbis. "Sabem molt sobre les seves propietats químiques, les purifiquem al laboratori i les utilitzem com a medicaments, fins i tot en forma d'antibiòtics", diu Breck Duerkop, que estudia els virus bacterians a la Facultat de Medicina de la Universitat de Colorado..

Els científics saben des de fa anys que la colibactina pot causar estralls a les cèl·lules humanes. La investigació de Balskus i molts altres ha demostrat que el compost danya l'ADN, cosa que pot provocar càncer colorectal. Però establir el vincle entre aquest compost i la mal altia va resultar ser un procés interessant.

L'any 2006, un equip francès va informar que les cèl·lules de mamífers que es van trobar amb el bacteri intestinal E. coli van patir danys mortals al seu ADN. Els investigadors van vincular aquest dany a un grup de gens d'E. coli que codifiquen maquinària per construir una molècula complexa anomenada colibactina. És extremadament difícil d'estudiar perquè els científics no han pogut aïllar-lo d'E.coli que el produeixen.

Des de fa 10 anys, l'equip de la doctora Emily Balskus ha estat investigant la colibactina estudiant la maquinària microbiana que la produeix. Van poder aïllar l'estructura de la colibactina i van trobar que danya l'ADN formant enllaços incorrectes a la doble hèlix. Complementant aquest treball, altres científics van descobrir un vincle definitiu amb el càncer: les empremtes dactilars distintives de la molècula van aparèixer en gens coneguts per estimular el creixement del tumor colorectal..

Image
Image

Emily Balskus

La investigació de Balskus sobre la molècula de colibactina va continuar enmig de la pandèmia de la COVID-19. Com molts altres laboratoris, el seu va haver de reordenar les coses per reduir el contacte físic entre els investigadors. Com a part de la barreja, el doctor Justin Silpe i l'estudiant de postgrau Joel Wong van acabar col·laborant per primera vegada, discutint com la colibactina afecta altres microbis de l'intestí.

Al principi, Silpe i Wong no estaven segurs de si la colibactina, una molècula tan gran i inestable, podria fins i tot entrar a les cèl·lules bacterianes per danyar el seu ADN. Aleshores van plantejar la hipòtesi que podria estar implicat un tercer, virus que infecten bacteris. Aquests virus poden inserir-se a l'ADN dels bacteris i esperar tranquil·lament. Un cop activats, provoquen una infecció que detona la cèl·lula com una mina.

Quan els investigadors van augmentar la producció de colibactina, juntament amb els bacteris que portaven virus latents, van trobar que el nombre de partícules de virus augmentava i el creixement de molts bacteris que contenien virus va disminuir. Això suggereix que la molècula va provocar una afluència de virus. activa, mata les infeccions cel·lulars. La colibactina va entrar als bacteris i va danyar el seu ADN. Aquest dany és com una trucada d'atenció mòbil per als virus.

Molts dels microbis semblaven equipats per protegir-se de la colibactina.

El laboratori de Balskus va identificar un gen de resistència que codifica una proteïna que neutralitza el compost en una gran varietat de bacteris. Tot i que la colibactina té clarament un costat perillós, pot servir més que una arma letal. Per exemple, tant els danys a l'ADN com els virus despertats també poden induir canvis genètics en lloc de la mort en bacteris veïns, cosa que podria beneficiar als productors de colibactina..

Les troballes de l'equip de Balskus suggereixen que el càncer pot ser un dany col·lateral causat per bacteris productors de colibactina. "Sempre hem sospitat que els bacteris van produir aquesta toxina per dirigir-se a altres bacteris d'alguna manera. No tenia sentit evolutiu que l'haguessin adquirit per dirigir-se a cèl·lules humanes", afegeix.

Balskus té previst estudiar com el compost canvia la comunitat de microbis de l'intestí, que desapareixen i es desenvolupen després de l'exposició a la molècula.

"La clau per prevenir el càncer pot estar en entendre els efectes que té la colibactina sobre la comunitat microbiana i com es controla la seva producció", creu el científic.

Recomanat: