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Comprender estos mecanismos permitiría emprender aplicaciones biotecnológicas como variar su cantidad para combatir infecciones o facilitar entrega de medicamentos.
Ciudad de México, 10 de enero de 2022.-
De acuerdo a un reporte de la Secretaría de Salud, en México entre 16 y 30 por ciento de la población padece síndrome de colon o intestino irritable, conocido como colitis, enfermedad detonada por bacterias que habitan en el órgano, por el uso de medicamentos agresivos o mala alimentación.
Con el propósito de entender el funcionamiento de los intestinos, así como de los mecanismos de infección que provoca la Escherichia coli (E. coli) enteroagregativa, la cual secreta una Proteína Involucrada en la Colonización (PIC) un grupo científico liderado por Fernando Navarro García, investigador del Departamento de Biología Celular del Cinvestav, emprendió un estudio que podría ayudar a detener o bloquear, mediante el diseño de fármacos, las alteraciones ocasionadas en estos órganos por el patógeno.
Los resultados de la investigación que fueron publicados recientemente en la revista Frontiers in Immunology, exponen que la proteína PIC tiene una doble función en el intestino: es un secretagogo; es decir, promueve la secreción de moco y, a la vez, tiene un papel de mucinasa que degrada, rompe o corta la formación del mismo.
La proteína PIC presenta una actividad dual, que parecería contradictoria; al llegar a los intestinos induce la producción de más moco, con el objetivo de barrer otras bacterias, pero esta acción no la incluye a ella misma porque tiene la capacidad de degradar ese moco, dejando así el nicho para ella sola, mecanismo mediante el cual asegura su colonización en el órgano, explicó Navarro García.
El moco es una parte importante del intestino, es una capa muy gruesa que sirve como una línea de defensa de la respuesta inmune innata, al proteger la llegada en automático a células epiteliales de patógenos, los cuales producen alguna infección, y sirve como una biopelícula o barrera que también funciona como lubricante ante el paso del alimento.
La producción de moco se libera en mayor cantidad en el intestino cuando hay una infección o exceso de bacterias; los patógenos o sustancias dañinas se expulsan hacia el tubo gastrointestinal cuando son arrastrados por las oleadas de mucosidad que, con su estructura en forma de gel, atrapa a los agentes extraños, limpiando el órgano y funcionando como una malla.
Además de exponer las dos funciones de la proteína PIC, la investigación también describió cómo se realiza el efecto de mucinasa para degradar al moco: actúa en la parte glicosilada (azucares pegados) y corta hasta 70 por ciento de su lado carboxilo (deja intacto el amino) de las mucinas.
Esta acción es importante porque interrumpe el polímero de mucinas (el moco) que forma el gel al pegarse entre diversos carboxilos para crear su estructura.
Entonces, al cortar la proteína PIC eso sitios ya no permiten la formación del gel y, por lo tanto, la bacteria E. coli enteroagregativa puede atravesar la capa de moco y degradar la mayor parte de la mucina que justamente articula la estructura del gel de moco.
En cuanto a su tarea como inductor de moco, la proteína PIC propicia un aumento en el calcio intracelular, y se comprobó la hipótesis de que la proteína PIC, al incrementar el calcio intracelular de las células formadoras del moco, induce el mecanismo de secreción rápida de la mucosidad.
“Observamos un incremento de calcio en esas células por la acción de la proteína PIC y se determinó su vía de señalización para la producción de una mayor cantidad de moco; se identificó la proteína fosfolipasa C como la vía de señalización, la cual permite la salida de calcio del retículo endoplásmico, y en este proceso las vesículas secretoras que envuelven las mucinas (moco) se liberan de las células soltando su contenido”, sostuvo el investigador.
Al comprobar que la proteína PIC de la E. coli enteroagregativa es capaz de aumentar la cantidad de moco en el intestino y saber el mecanismo que lo produce, se puede aplicar en enfermedades provocadas por la ausencia de moco en el intestino, como la colitis o la fibrosis quística.
La investigación tiene impacto en el conocimiento de cómo funciona la enfermedad y abre camino para que en el futuro se pueda usar en novedosas aplicaciones médicas, como entrega de fármacos en los intestinos o en la producción de más moco en padecimientos donde éste desaparece y provoca el contacto de las bacterias con las células epiteliales, generando mayor inflamación, como en la colitis u otras enfermedades del intestino, aseguró Fernando Navarro García.
