En el 80 % de los casos, la bacteria intestinal E. coli es la responsable de las infecciones urinarias. Migra a través de la uretra hasta la vejiga y desencadena allí dolorosas inflamaciones. En la revista científica Nature Communications, investigadores de la Universidad de Basilea y de la ETH de Zúrich informan de cómo el germen consigue adherirse a la superficie del tracto urinario gracias a una proteína con un sofisticado mecanismo de bloqueo, impidiendo así que sea expulsada con la orina.
Muchas mujeres saben por experiencia propia lo dolorosa que es una infección urinaria: el ardor al orinar y la necesidad constante de orinar son los síntomas típicos. En las infecciones urinarias, que suelen producirse repetidamente, la causa principal es la bacteria intestinal Escherichia coli. Esta ingresa al tracto urinario, se adhiere y provoca inflamación.
Los investigadores dirigidos por el profesor Timm Maier, del Biozentrum, y el profesor Beat Ernst, del Pharmazentrum de la Universidad de Basilea, así como el profesor Rudolf Glockshuber, del Instituto de Biología Molecular y Biofísica de la ETH de Zúrich, han descubierto ahora cómo las bacterias consiguen adherirse con la proteína FimH durante la excreción de orina y seguir subiendo por la uretra.
Las bacterias intestinales se adhieren a la superficie de las células por medio de la proteína FimH
Los patógenos tienen largas prolongaciones celulares en forma de hilo en cuyo extremo la proteína FimH forma un diminuto gancho. Esta proteína, que se adhiere a las estructuras de azúcar de la superficie de las células del tracto urinario, tiene una propiedad especial: cuanto más fuerte se tira de las bacterias, más fuertemente se une a las moléculas de azúcar. Cuando se excreta la orina, el flujo de líquido crea fuertes fuerzas de atracción bajo las cuales la FimH protege así a la bacteria de ser expulsada.
“Combinando varios métodos biofísicos y bioquímicos, pudimos dilucidar el comportamiento de unión de FimH con una precisión sin precedentes”, dice Glockshuber. En su estudio, los científicos muestran ahora por primera vez cómo las fuerzas mecánicas regulan la fuerza de unión de FimH. “La proteína FimH consta de dos partes: la segunda, que no se une al azúcar, controla la intensidad con la que la primera se une a las moléculas de azúcar”, explica Maier. “Cuando ambas partes son separadas por el flujo de orina, el sitio de unión del azúcar se cierra. Sin embargo, si las fuerzas de tracción ceden, la unión se abre. Ahora las bacterias pueden liberarse y subir por la uretra”.
Fármacos contra la FimH para combatir las infecciones del tracto urinario
Las infecciones del tracto urinario son el segundo motivo más frecuente de prescripción de antibióticos. Pero en tiempos de creciente resistencia, la búsqueda de estrategias de tratamiento alternativas está cobrando protagonismo. Para la prevención y el control de las infecciones por E. coli, los fármacos que bloquean la fijación de las bacterias por medio de la FimH al tracto urinario serían una alternativa adecuada, porque esto haría a menudo superfluo el uso de antibióticos. Esto abre la posibilidad de reducir el elevado uso de antibióticos y evitar el desarrollo de resistencias. El profesor Ernst, del Centro Farmacéutico de la Universidad de Basilea, lleva varios años trabajando intensamente en el desarrollo de antagonistas de FimH. Los resultados sobre el funcionamiento de FimH apoyarán estos esfuerzos y contribuirán decisivamente a la identificación de una sustancia activa.
Bibliografía:
Maximilian M. Sauer, Roman P. Jakob, Jonathan Eras et al. Catch-bond mechanism of the bacterial adhesin FimH Nature Communications (2016), doi: 10.1038/ncomms10738
Fuente: Universidad de Basilea
