El hallazgo de la Universidad Complutense de Madrid puede ayudar a identificar maneras de reprimir la expresión de genes de resistencia y reducir la resistencia antimicrobiana
Un equipo de investigación de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) avanza en el estudio de los genes de resistencia a los antibióticos de las bacterias, señalando la importancia del primer gen de los integrones en la expresión del resto. Este resultado abre una nueva puerta al desarrollo de tratamientos más dirigidos y eficaces.
El objeto de estudio del trabajo, publicado en Nature Communications, son los integrones, plataformas genéticas que permiten a las bacterias captar y acumular genes de diversas funciones, entre ellos los de resistencia a los antibióticos. Los integrones fueron los responsables de la aparición de bacterias multirresistentes y sirven hoy de vehículo para decenas de genes de resistencia diferentes.
Hasta ahora, se pensaba que la expresión de los genes en integrones funcionaba como una fuente de agua: los más cercanos a la canilla (aquí el promotor) reciben más agua -se expresan más- y los genes más lejanos, se expresan menos.
Este estudio muestra que la expresión no solo depende de la distancia al promotor, sino que el primer gen de la colección es clave en la expresión de los demás. “Descubrimos que, si el primer gen no se traduce bien, es decir, no produce eficazmente la proteína de resistencia; funciona como una presa, reduciendo la "corriente" que llega a los genes más abajo”, explica André Paulino Carvalho, investigador del Departamento de Sanidad Animal y del Centro de Vigilancia Sanitaria Veterinaria VISAVET de la UCM.
Esto implica que la resistencia conferida por integrones depende en gran medida de cómo “fluye” la expresión a través del primer gen, cambiando así la comprensión sobre cómo las bacterias organizan y regulan su resistencia a antibióticos.
Este estudio fue llevado a cabo en el laboratorio Bases Moleculares de la Adaptación, dirigido por José Antonio Escudero en la Facultad de Veterinaria. En él se generó una colección de 136 genes de resistencia a antibióticos que se clonaron en integrones en diferentes posiciones. Esto permitió estudiar su impacto en la expresión de otros genes de la secuencia con herramientas como citometría de flujo, técnicas de PCR y antibiogramas para medir la expresión de genes y la resistencia a antibióticos.
“Este avance puede tener un impacto directo en el desarrollo de nuevas estrategias para combatir infecciones bacterianas, ya que, si podemos identificar combinaciones de genes que disminuyen la resistencia en integrones, podríamos encontrar maneras de hacer que los antibióticos sean más efectivos”, señala Escudero, director del trabajo.
El siguiente paso, avanzan los científicos, es investigar cómo este mecanismo funciona en diferentes bacterias y bajo distintas presiones de antibióticos.
Referencia bibliográfica: Carvalho, A., Hipólito, A., Trigo da Roza, F. et al. The expression of integron arrays is shaped by the translation rate of cassettes. Nat Commun 15, 9232 (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-53525-6.
