En un trabajo publicado recientemente en la revista Communications Biology, del grupo Nature, un equipo de investigación del CONICET reveló que la bacteria multirresistente Acinetobacter baumannii, un patógeno crítico para la salud humana, posee un reloj biológico circadiano que se sincroniza con los ciclos de luz diarios.
“Durante muchos años trabajamos en mecanismos de resistencia a antibióticos. Esto nos resultaba en algún punto un poco decepcionante porque las bacterias siempre terminan ganando la batalla y evolucionando a resistencias que hacen que no haya verdaderas soluciones para combatirlas”, explica María Alejandra Mussi, líder del estudio e investigadora del CONICET en el Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos (CEFOBI, CONICET-UNR). Sin embargo, “en un momento, descubrimos que estas bacterias (Acinetobacter baumannii) se relacionan con luz. Y esto fue un hallazgo”. Hasta ahora, la comunidad microbiológica asumía que estas bacterias quimiótrofas eran ciegas e indiferentes a la luz, a diferencia de las bacterias fotótrofas, que hacen fotosíntesis.
El grupo de investigación del CEFOBI fue uno de los primeros en encontrar que este tipo de bacterias quimiótrofas sensan luz. La gran pregunta, de acuerdo con la investigadora, era por qué y para qué. La respuesta la dieron Mussi y su equipo al demostrar que tanto la percepción como la respuesta a la luz eran fenómenos fisiológicos generalizados de la bacteria, que afectan desde la motilidad al metabolismo, pasando por la capacidad de formar biofilms, la forma de producir enfermedad y absorber hierro, entre otras cuestiones. “Vimos que la luz regula comportamientos globales de la bacteria, y posteriormente en colaboración con Diego Golombek y María Laura Migliori, demostramos que en realidad estamos hablando de un mecanismo más complejo, como es la sincronización de un ritmo circadiano”, afirmó.
Una nueva dimensión temporal desde el punto de vista del patógeno #
Valentín Permingeat, becario doctoral del CONICET en el CEFOBI y primer autor del paper, destacó que “lo interesante de nuestro trabajo es que es la primera vez que se demuestra que estos patógenos tienen un ritmo circadiano y esto de alguna manera reconfigura cómo entendemos un proceso de infección, porque era una variable que nunca nadie había tenido en cuenta. De hecho, hay muy poca o casi inexistente bibliografía y estudios relacionados con estos ritmos circadianos”.
El aporte de este equipo científico es un conocimiento novedoso: “Así como al principio demostramos que estas bacterias sensan luz, ahora estamos demostrando que tienen ritmo circadiano”, explicó Permingeat y concluyó que “nuestra investigación da cuenta de que el microorganismo se comporta de diferente manera en diferentes momentos del día”.
El descubrimiento podría implicar una susceptibilidad antibiótica diferente según el momento del día para el patógeno. Son aristas del proceso de infección y de la comprensión de la interacción huésped-patógeno no tenidos en cuenta hasta el momento. “Es como una persona, tiene un ciclo a lo largo del día en función también de la hora. Se sabe que el sistema inmune humano está regulado por un reloj circadiano, por eso nos da fiebre a la tardecita o nos despertamos de día. Entonces, una de las hipótesis que planteamos en el trabajo es que en realidad estos patógenos sincronizan su ritmo circadiano con la luz del día, a fin de optimizar la infección. O en un momento en el que ellos estén mejor preparados. Podría ser que los patógenos sincronicen su ritmo circadiano con el ritmo de los humanos. Y bueno, esta es una nueva arista que estaríamos aportando, porque es una nueva mirada al proceso de infección, pero ahora desde el punto de vista del patógeno”, explicó Permingeat.
Mussi resaltó que “esta hipótesis la teníamos hace mucho tiempo”, y subrayó el compromiso y esfuerzo del equipo papara poder desarrollarla. “Llegar a estos resultados reivindica el valor de los jóvenes, el de los equipos bien constituidos, y el de la ciencia también, porque esto realmente es un aporte que no se hizo en otro lugar del mundo”, concluyó.
Citas #
El estudio The critical human pathogen Acinetobacter baumannii exhibits light-regulated circadian rhythms fue publicado en la revista Communications Biology Autores: Valentín Permingeat, Bárbara Edith Pérez Mora, María Laura Migliori, Natalia Arana, Julia Fernández, María Belén Allasia, Melisa Luciana Lamberti, Gisela Di Venanzio, Ramiro Esteban Rodríguez, Mario Federico Feldman, Diego Andrés Golombek & María Alejandra Mussi.
Agradecimientos #
Este trabajo fue apoyado por subvenciones de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica a MAM (PICT 2019-01484), la Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación (Provincia de Santa Fe) a MAM (PEIC I + D 2023-255) y DG (PICT 2021-1051). MAM, RER, BPM y DG son investigadores de carrera del CONICET, mientras que VP y NA son becarios de la misma institución. Agradecemos al Dr. Ignacio Spiousas (Escuela de Educación, Universidad de San Andrés) por su amable ayuda utilizando CircaLuc y los análisis de datos. También agradecemos al Dr. Adrián E. Granada (Universitat Medizin, Berlín, Alemania) por su amable ayuda con el uso de PyBoat y los análisis de datos.
Equipo de investigación #
Valentín Permingeat: Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos (CEFOBI, CONICET-UNR).
Bárbara Edith Pérez Mora: Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos (CEFOBI, CONICET-UNR).
María Laura Migliori: Departamento de Ciencia y Tecnología, Universidad Nacional de Quilmes.
Natalia Arana: Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos (CEFOBI, CONICET-UNR)
Julia Fernández María: Instituto de Investigaciones Teóricas y Aplicadas. Escuela de Estadística. Facultad de Ciencias Económicas y Estadística, UNR. Área de Estadística y Procesamiento de Datos. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas (UNR).
Belén Allasia: Instituto de Investigaciones Teóricas y Aplicadas. Escuela de Estadística. Facultad de Ciencias Económicas y Estadística (UNR).
Melisa Luciana Lamberti: Departamento de Ciencia y Tecnología, Universidad Nacional de Quilmes. Gisela Di Venanzio: Department of Molecular Microbiology, Washington University School of Medicine, Saint Louis, MO, USA.
Ramiro Esteban Rodríguez: Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR-CONICET – UNR).
Mario Federico Feldman: Department of Molecular Microbiology, Washington University School of Medicine, Saint Louis, MO, USA.
Diego Andrés Golombek: Departamento de Ciencia y Tecnología, Universidad Nacional de Quilmes. Laboratorio Interdisciplinario del Tiempo (LITERA), Universidad de San Andrés – CONICET.
María Alejandra Mussi: Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos (CEFOBI, CONICET-UNR).
- El artículo Revelan que un patógeno bacteriano crítico posee un reloj biológico, con la firma de Andrea G. Guereta – Comunicación Institucional CONICET Rosario, fue publicado hoy en el sitio web del CONICET
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