Tras varias puñaladas la víctima muere desangrada. Los investigadores tienen identificados a la víctima, al asesino e incluso el arma homicida, pero no es suficiente. Para detener estos asesinatos es necesario entender con lujo atómico de detalle, el mecanismo del arma utilizada. El crimen es microscópico, el asesino es una bacteria llamada Aeromonas hydrophila capaz de infectar a los humanos, entre otros animales, y puede generar sepsis o gastroenteritis.

Estas dolencias suceden cuando la bacteria secreta una proteína llamada aerolisina que se ensambla en grupos de siete para después pegarse a la membrana de la célula que va a atacar –por ejemplo las células del intestino- formando un tubo para apuñalarla hasta crear un poro o hueco. A causa de él la célula atacada pierde el equilibrio químico y muere.

Científicos de la Universidad de Berna en Suecia, junto con otros colaboradores internacionales, han estudiado esta arma por varios años sin lograr conocer a fondo cómo se forma el poro y su mecanismo letal. Con dos nuevos métodos de imagenología, los investigadores han logrado generar el mejor modelo de la aerolisina con un tipo de fotografía llamada detección directa de electrones, que alcanza una resolución a nivel de los átomos individuales. La morbosidad de los científicos no se quedó ahí. Acoplando esta técnica con otra llamada microscopía cryo-electron, lograron ver al arma homicida en acción, pues esta técnica permite observar las microscópicas proteínas en su forma y conformación natural. Este procedimiento fue premiado como Método del año en el 2015 por la revista Nature.

“Sabíamos, por estudios previos, que la aerolisina forma un complejo muy resistente”, cuenta a Cienciorama Ioan Iacovache, uno de los autores del artículo que se publicó hoy 13 de julio en la revista Nature Communications. “Los nuevos avances en las técnicas que utilizamos nos permitieron obtener una resolución atómica de la estructura de la proteína en sus diferentes etapas. Nuestra mayor sorpresa fue ver los cambios en la conformación del complejo de proteínas que forma un nuevo tipo de barril beta”. Algunas proteínas pueden adoptar un tipo de orientación para obtener la forma de un barril; en este caso el barril es el poro, el hueco en la membrana celular. “Ahora sabemos por qué es tan resistente” presume el Dr. Iacovache, pues ya conocen íntimamente la estructura de este barril.

Pero esta bacteria no es la única que utiliza este tipo de barriles letales para formar poros. Muchos otros microorganismos tienen un arma parecida. “Nuestros colaboradores se están enfocando en encontrar nuevas maneras de neutralizar este tipo de proteínas, e incluso utilizar la información que obtuvimos para diseñar a nivel atómico nanoporos que puedan ser utilizados en la industria”, cuenta Ioan.

Para vencer a un asesino, cada átomo cuenta.

 

Fuente: Iacovache I, De Carlo S, Cirauqui N, Dal Peraro M, van der Goot FG, Zuber B. Cryo-EM structure of aerolysin variants reveals a novel protein fold and the pore formation process. Nature Communications 13 July 2016. DOI: 10.1038/NCOMMS12062

Imagen: La bacteria patogénica Aeromonas hydrophila (azul) secreta los monómeros de Aerolisina (verde). Con ayuda de otra proteína (rojo) se agrupa en complejos de siete y se une a la membrana celular. Ahí la Aerolisina sufre cambios en su conformación para formar un barril que generará el poro en la membrana. Imagen de: Nuria Cirauqui.


Publicado originalmente en Cienciorama.

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