A dos años y casi cuatro meses de declarada la pandemia por COVID-19, investigadores de todo el mundo se abocaron a indagar en los factores que influyen en que una persona contraiga la enfermedad, así como averiguar cuáles son los motivos por los que algunas enferman más gravemente que otras. Con el transcurrir del tiempo, y pasada la emergencia inicial, el foco de los estudios se corrió hacia aquellos que nunca se habían enfermado, aun habiendo sido contacto estrecho de una persona infectada. Incluso, vieron que había quienes eludían la infección cuando el/la que la había contraído era su propia pareja.
¿Es posible dormir al lado de una persona enferma de COVID y no terminar contagiado? Parece que sí, y preguntas como estas intentan responder los científicos desde que el SARS-CoV-2 hizo su aparición en la escena mundial. Y ahora, en el mecanismo biológico de los renacuajos parecen estar la respuesta.
Es que investigadores del Instituto Wyss de Ingeniería Inspirada en la Biología de la Universidad de Harvard, en los Estados Unidos, descubrieron mecanismos genéticos y biológicos que mejoran la tolerancia a las enfermedades, esto es la capacidad de las células y los tejidos de resistir los daños en presencia de patógenos invasores, en renacuajos en desarrollo de ranas ‘Xenopus laevis’, e identificaron fármacos que pueden mantener a los renacuajos con vida incluso en presencia de bacterias letales.
La investigación sobre la biología de la tolerancia a las enfermedades descubrió que está asociada a la activación de respuestas de estrés que normalmente se inducen por un bajo nivel de oxígeno (Getty)Muchos de los mismos mecanismos, aseguran los investigadores, se encuentran también en los mamíferos, lo que sugiere que las infecciones en humanos y otros animales podrían tratarse algún día aumentando su tolerancia a los patógenos.
Megan Sperry es la primera autora del estudio, cuyas conclusiones se publicaron en la revista científica Advanced Science, y resumió que “el enfoque estándar para tratar las infecciones durante los últimos 75 años ha sido centrarse en matar al patógeno, pero el uso excesivo de antibióticos en el ganado y en los humanos ha llevado a la aparición de bacterias resistentes a los antibióticos que cada vez nos cuesta más matar”.
“Nuestra investigación ha demostrado que centrarse en modificar la respuesta del huésped a un patógeno, en lugar de matar al propio patógeno, podría ser una forma eficaz de prevenir la muerte y la enfermedad sin agravar el problema de la resistencia a los antibióticos”, explicó la experta.
“Fue realmente emocionante ver que la tolerancia a los patógenos parece estar modulada por múltiples procesos biológicos coordinados», dijo Richard Novak (Getty Images)El fenómeno de la tolerancia de algunos huéspedes a patógenos infecciosos que deberían enfermarles ha sido bien documentado por la ciencia en las últimas décadas. Los ratones, por ejemplo, pueden albergar en sus fosas nasales la bacteria ‘Pneumococcus’, causante de la neumonía, sin mostrar signos de enfermedad, y se sabe que los monos africanos y asiáticos son menos susceptibles a ciertos patógenos que los humanos y nuestros parientes simios cercanos.
Así, la investigación sobre la biología de la tolerancia a las enfermedades descubrió que está asociada a la activación de respuestas de estrés que normalmente se inducen por un bajo nivel de oxígeno (hipoxia). Estas respuestas celulares reprograman las células T, lo que reduce la cantidad de inflamación que provocan, y también influyen en el movimiento de los iones metálicos, que son cruciales para la supervivencia de las bacterias.
El enfoque estándar para tratar las infecciones durante los últimos 75 años ha sido centrarse en matar al patógeno (Getty)Sperry y su equipo buscaron utilizar una combinación de técnicas computacionales y experimentos prácticos para descifrar los genes y las vías moleculares que controlan la tolerancia en las ranas ‘Xenopus’, y luego encontrar fármacos existentes que pudieran activar esas vías e inducir un estado de tolerancia contra los patógenos. Eligieron utilizar embriones de este tipo de rana para sus estudios porque estos embriones son fáciles de cultivar y analizar en grandes cantidades y se sabe que muestran una tolerancia natural a altas cargas de ciertos tipos de bacterias.
Para el trabajo, expusieron a los embriones a seis especies diferentes de bacterias patógenas y luego analizaron los patrones de expresión genética de los animales tras la infección. Los embriones que se enfrentaron a las especies más agresivas ‘Aeromonas hydrophila’ y ‘Pseudomonas aeruginosa’ mostraron cambios visibles en su desarrollo físico a las 52 horas de la infección y modificaciones generalizadas en sus patrones de expresión génica un día después de la infección, lo que refleja las respuestas fisiológicas de los animales a los patógenos. Mientras que las otras cuatro especies no provocaron cambios visibles en los embriones, lo que en un principio sugería que los animales no reaccionaban a los patógenos.
Por su parte, el análisis genético reveló una historia diferente: dos de las especies (‘S. aureus’ y ‘S. pneumoniae’) provocaron muy pocos cambios genéticos en los perfiles de expresión génica de los embriones, mientras que las especies ‘Acinetobacter baumanii’ y ‘Klebsiella pneumoniae’ provocaron cambios significativos en un conjunto de 20 genes que no se habían modificado durante la infección con las bacterias más agresivas.
Estos cambios genéticos parecían correlacionarse con un impacto positivo en la salud de las ranas en desarrollo, lo que implica que podrían estar involucrados en la respuesta de tolerancia de los animales.
El uso excesivo de antibióticos en el ganado y en los humanos ha llevado a la aparición de bacterias resistentes a los antibióticos que cada vez nos cuesta más matar (Foto: Franco Fafasuli)Los investigadores utilizaron un enfoque computacional para trazar un mapa de los genes de ‘Xenopus’ que sufrieron cambios significativos con respecto a sus correspondientes genes en humanos, y analizaron cómo éstos interactúan entre sí organizándolos en redes de genes. Descubrieron que los embriones que toleraban ‘A. baumanii’ y ‘K. pneumoniae’ presentaban cambios significativos en sus redes de genes que eran distintos de los cambios observados en los embriones que sucumbían a la infección con ‘A. hydrophila’ y ‘P. aeruginosa’.
“Estos datos demuestran el valor de combinar el Xenopus modelo de infección embrionaria con análisis multiómicos computacionales para el descubrimiento de mecanismos y la reutilización de fármacos para inducir la tolerancia del huésped a las infecciones bacterianas”, escribieron los investigadores en la publicación de sus conclusiones.
Para Richard Novak, uno de los coautores del trabajo, “fue realmente emocionante ver que la tolerancia a los patógenos parece estar modulada por múltiples procesos biológicos coordinados (hipoxia, transporte de iones metálicos y ritmo circadiano) porque podría ser posible desarrollar toda una clase de fármacos que se dirijan simultáneamente a múltiples vías para ayudar a hacer que los organismos sean más resistentes a los daños causados por la infección, al tiempo que se evitan los efectos secundarios indeseables”.
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