Las células luchan contra los invasores microbianos envolviéndolos en sacos de membrana, ambientes hostiles en los que los patógenos son destruidos rápidamente. Sin embargo, Salmonella enterica, que crece y se reproduce dentro de las células, ha desarrollado formas de desintoxicar estos compartimentos hostiles, convirtiéndolos en un hogar confortable donde puede sobrevivir y prosperar.
Un equipo de científicos dirigido por el líder del grupo del European Molecular Biology Laboratory (EMBL), Nassos Typas, ha descubierto nuevos detalles de las estrategias de supervivencia de Salmonella enterica. Los investigadores analizaron las interacciones de las proteínas en las células infectadas con Salmonella para identificar los diversos procesos biológicos de la célula huésped que utiliza la bacteria. La salmonela se dirige y modifica las maquinarias y vías de las proteínas celulares, en las que varias proteínas trabajan juntas, con la ayuda de las denominadas proteínas efectoras, que inyecta en las células huésped. En total, se sabe que la Salmonella libera más de 30 proteínas efectoras en las células infectadas para secuestrar los nutrientes y protegerse. Sin embargo, las funciones de muchas de estas proteínas y con qué proteínas de la célula huésped interactúan son en gran parte desconocidas.
Varias estrategias pueden ayudar a la Salmonella a fortalecer su escudo de membrana protectora y evitar la detección por parte de los sistemas de defensa de la célula huésped
Para encontrar estas enigmáticas interacciones de proteínas, los científicos del EMBL diseñaron genéticamente 32 cepas de Salmonella agregando etiquetas de identificación a las proteínas individuales de Salmonella, una proteína en cada cepa bacteriana. Este enfoque de modificar las proteínas efectoras directamente en su anfitrión es un gran avance. Permite a los investigadores capturar las proteínas bacterianas después de que hayan sido secretadas en las células infectadas y extraerlas junto con cualquier proteína de la célula huésped que esté unida a ellas. Estas proteínas que interactúan se identifican luego mediante una técnica llamada espectrometría de masas.
«El nuevo enfoque tiene muchos beneficios sobre las estrategias experimentales previas. En particular, caracteriza todo el conjunto de interacciones proteína-proteína huésped-patógeno en células infectadas con un patógeno vivo, muy parecido a lo que ocurre en un organismo huésped tras la infección por Salmonella«, afirma Joel Selkrig, científico del grupo de Typas y uno de los dos autores principales del estudio.
Utilizando su enfoque novedoso, los científicos del EMBL identificaron 421 interacciones previamente desconocidas entre las proteínas de Salmonella y las proteínas de la célula huésped, junto con 25 interacciones que se habían descrito anteriormente.
El colesterol es un componente esencial de las membranas biológicas que rodean nuestras células y las estructuras dentro de ellas
«Encontramos que múltiples efectores de Salmonella interactúan físicamente con varias proteínas que la célula huésped usa para transportar el colesterol. De esta manera, el tráfico de colesterol puede ser secuestrado para los propios fines de la Salmonella«, asegura Philipp Walch, quien recientemente completó su doctorado en EMBL Heidelberg y comparte la primera autoría del estudio con Joel.
El colesterol es un componente esencial de las membranas biológicas que rodean nuestras células y las estructuras dentro de ellas. La Salmonella utiliza el colesterol para modificar la composición de los sacos de membrana que la rodean, haciendo potencialmente más rígida la membrana y reforzando la barrera que separa a la Salmonella de los sistemas de detección y defensa celular, que están presentes en el citoplasma de la célula huésped.
Los científicos también encontraron nuevas pistas sobre cómo funcionan otras dos estrategias de supervivencia. Una de estas estrategias es remodelar la red de fibras proteicas que se utilizan para transportar material dentro de la célula. Otra estrategia implica interferir con la función de una proteína de la célula huésped que media los contactos entre membranas para facilitar el intercambio de lípidos y moléculas pequeñas. Ambas estrategias pueden ayudar a Salmonella a fortalecer su escudo de membrana protectora y evitar la detección por parte de los sistemas de defensa de la célula huésped.
Los resultados recientes siguen una investigación publicada por el grupo de Typas en 2020, en la que los investigadores describieron cómo la infección por Salmonella puede conducir a una forma inflamatoria de muerte celular. El estudio actual involucró a científicos del EMBL y científicos del Imperial College London, Reino Unido; el Centro Helmholtz de Investigación de Infecciones en Braunschweig, Alemania; y Rocky Mountain Laboratories en Hamilton, Montana, EE. UU., que forma parte del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas de ese país.
Fuente: Cell Press.
