Un estudio establece un nuevo vínculo entre la inestabilidad genómica y la proteína bacteriana en el tracto urogenital

Revisado por Megan Craig, M.Sc. Jul 17 2023

Un equipo de investigadores del Instituto de Virología Humana (IHV) de la Facultad de Medicina de la Universidad de Maryland (UMSOM), un Centro de Excelencia de la Red Mundial de Virus (GVN), publicó nuevos hallazgos que destacan el papel crucial de la microbiota del tracto urinario y genital en los resultados adversos del embarazo y la inestabilidad genómica que se originan en el útero durante el desarrollo fetal.

El estudio, publicado el 17 de julio en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), estableció un nuevo vínculo entre la inestabilidad genómica y una proteína de Mycoplasma fermentans, un tipo de bacteria que suele colonizar el tracto urogenital. Esta proteína bacteriana también redujo la fertilidad en ratones madre y provocó más defectos congénitos en sus crías recién nacidas.

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Esta investigación fue encabezada por Davide Zella, PhD, Profesor Adjunto de Bioquímica y Biología Molecular en el IHV de la UMSOM y Robert Gallo, MD, The Homer & Martha Gudelsky Distinguished Professor in Medicine, Cofundador y Director Emérito del IHV de la UMSOM, y Cofundador y Presidente del Consejo de Liderazgo Científico de la Global Virus Network.

Nuestros resultados no sólo amplían nuestra comprensión de la interacción entre la microbiota del tracto urogenital y la salud reproductiva humana, sino que también arrojan luz sobre la contribución previamente no identificada de la microbiota humana a las anomalías genéticas."

Francesca Benedetti, PhD, autora principal del estudio, Investigadora Asociada de Bioquímica y Biología Molecular en el IHV de la UMSOM.

"Nuestro objetivo es seguir explorando los mecanismos subyacentes a estos hallazgos y sus posibles implicaciones para la prevención y el tratamiento de anomalías cromosómicas y enfermedades genéticas", afirmó el coautor principal Giovannino Silvestri, doctor y antiguo investigador asociado de Medicina en el IHV de la UMSOM.

Se sabe que la microbiota humana afecta al metabolismo, la susceptibilidad a las enfermedades infecciosas y la regulación del sistema inmunitario, entre otras cosas. Uno de estos componentes bacterianos, los micoplasmas, se ha relacionado con varios tipos de cáncer.

El equipo de investigación ha estado estudiando una proteína de Mycoplasma, la DnaK, que pertenece a una familia de proteínas que protege a otras proteínas bacterianas contra daños y ayuda a su plegamiento cuando se acaban de fabricar, actuando como una denominada "chaperona" Sin embargo, mientras que esta proteína es ventajosa para las bacterias, sus efectos en las células animales son menos favorables. A este respecto, el equipo había demostrado previamente que esta DnaK es absorbida por las células del organismo e interfiere con proteínas clave implicadas en la preservación de la integridad del ADN y en la prevención del cáncer, como la proteína supresora de tumores p53.

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Para este último estudio, los investigadores crearon ratones que fabrican la proteína DnaK, producida normalmente por la bacteria Mycoplasma fermentans. Estos ratones con exposición a la DnaK acumularon inestabilidad genómica en la que se duplicaron o eliminaron secciones enteras del genoma, lo que dio lugar a ratones con un número variable de copias de determinados genes.

El equipo observó que algunos de estos ratones de entre 3 y 5 semanas de edad tenían problemas de movimiento y coordinación. Descubrieron que estos ratones tenían una deleción en el gen Grid2, que en humanos provoca la rara enfermedad genética conocida como ataxia espinocerebelosa-18 (SCAR18) que causa retraso en el desarrollo de movimientos hábiles y discapacidad intelectual.

"Notablemente, este caso marca la primera vez que un modelo de ratón recapitula con éxito una enfermedad genética humana de novo, mostrando el potencial de este modelo para futuras investigaciones en biología del cáncer", dijo el Dr. Zella.

Más de un tercio de las hembras de ratón productoras de la proteína DnaK fueron incapaces de quedarse embarazadas. Además, más del 20 por ciento de las crías nacidas de madres con la proteína DnaK presentaban algún tipo de defecto/deformidad congénita.

"La aparición de inestabilidad genómica, en forma de un mayor número de variaciones en el número de copias, podría explicar la disminución de la fertilidad y el aumento de los casos de fetos anormalmente desarrollados que observamos tras la exposición al DnaK", dijo el Dr. Gallo, "Estos datos se basan en nuestro trabajo inicial que descubrió el papel perturbador del DnaK en proteínas clave implicadas en la reparación adecuada del ADN dañado, que también se sabe que desempeñan un papel en la aparición de variaciones en el número de copias. Nuestro compromiso actual es comprender mejor las implicaciones potenciales de estos hallazgos en la transformación celular y el cáncer."

El Dr. Mark T. Gladwin, decano de la UMSOM y Vicepresidente de Asuntos Médicos de la Universidad de Maryland, Baltimore, y Catedrático John Z. y Akiko K. Bowers, elogió el trabajo. El Dr. Gladwin, Vicepresidente de Asuntos Médicos de la Universidad de Maryland (Baltimore) y Catedrático John Z. y Akiko K. Bowers, elogió el trabajo: "Los investigadores plantean una cuestión importante: si la DnaK puede interferir en el desarrollo fetal humano. Un próximo paso importante sería investigar si la neutralización de la bacteria o de esta proteína podría preservar la fertilidad y prevenir ciertos defectos congénitos", afirmó.