La bacteria responsable de la sífilis elude la respuesta inmune del huésped al modificar un único gen

Bacteria Treponema pallidum al microscopio electrónico.
Photo credit:Content providers(s): CDC / Dr. David Cox / Public domain

La bacteria que causa la sífilis, Treponema pallidum, probablemente usa un solo gen para escapar del sistema inmune, según sugiere una investigación de UW Medicine en Seattle. El hallazgo puede ayudar a explicar cómo la sífilis puede esconderse en el cuerpo durante décadas, frustrando así los intentos del sistema inmune de erradicarla. También podría explicar la capacidad de la bacteria para volver a infectar a las personas que habían sido infectadas previamente y que deberían haber adquirido cierta inmunidad. El trabajo ha sido publicado el 6 de abril en la revista PLOS Neglected Tropical Diseases.

Aunque la sífilis se trata fácilmente con penicilina, las tasas de infección en los Estados Unidos han aumentado de manera constante durante las últimas dos décadas. El recuento aumentó a más de 115.000 nuevos casos de infección en los EE. UU. en 2018. Se estima que en todo el mundo hay 6 millones de casos nuevos de sífilis entre los adultos. La infección es responsable de aproximadamente 300.000 muertes fetales y neonatales anualmente. Sin embargo, a pesar de su importancia como causa de enfermedad, se sabe relativamente poco sobre la biología de Treponema pallidum.

Una razón para esto es que hasta hace poco era imposible cultivarlo en una placa de laboratorio. Como consecuencia, muchas de las herramientas de laboratorio utilizadas para estudiar otras bacterias no se habían desarrollado específicamente para la sífilis.

En un nuevo estudio, los investigadores compararon los genomas de la bacteria de la sífilis recolectados de un hombre que había sido infectado cuatro veces. Fue inscrito en un estudio de Medicina de la Universidad de Washington sobre anormalidades del líquido cefalorraquídeo en individuos con sífilis, realizado por la Dra. Christina Marra, profesora de neurología. Las muestras se derivaron de su sangre durante dos infecciones que ocurrieron con seis años de diferencia. Entre esas infecciones había sido infectado y tratado dos veces más. Los investigadores querían ver si había diferencias entre los genomas de las bacterias de la primera y la última infección. Estas diferencias podrían revelar cómo los genes de la bacteria habían cambiado y cómo esos cambios podrían haber permitido que la bacteria infecte a una persona cuyo sistema inmune ya había visto y montado una respuesta inmune a varias cepas diferentes de sífilis. Sorprendentemente, los investigadores encontraron que hubo muy pocos cambios entre los genomas de las dos muestras diferentes, excepto por un gen.

"En los aproximadamente 1,1 millones de bases que componen el genoma de la bacteria hubo un total de 20 cambios en total. Eso es muy bajo", dijo el Dr. Alex Greninger, profesor asistente de medicina de laboratorio en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, quien dirigió el proyecto de investigación. "Pero en este gen, vimos cientos de cambios".

Ese gen, llamado gen repetido K de Treponema pallidum (tprK), proporciona las instrucciones para la síntesis de una proteína que se encuentra en la superficie de la bacteria. Las proteínas en la superficie de una bacteria generalmente son más fáciles de ver por las células inmunes y, por lo tanto, a menudo son objetivos principales para el ataque inmune.

El estudio se basa en décadas de trabajo de los Dres. Sheila Lukehart y Arturo Centurion-Lara en el Departamento de Medicina de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington. Primero mostraron que TprK generaba una diversidad considerable en siete regiones discretas en las que las secuencias de ADN de otras partes del genoma de la bacteria podían intercambiarse hacia adentro y hacia afuera. Este proceso se llama conversión de genes.

El trabajo en su laboratorio demostró que las células bacterianas con nuevas variantes de tprK pueden evadir la respuesta inmune para causar una infección persistente que puede conducir a las etapas posteriores de la sífilis.

Amin Addetia, científica investigadora en el laboratorio de Greninger y autora principal del estudio, dijo que era como si la bacteria tuviera un mazo de cartas en su genoma del que puede extraer y tratar estas regiones variables, cambiando esencialmente la "mano de la proteína". " Estas sustituciones cambian la apariencia de la proteína en la superficie para permitirle eludir el sistema inmune. He observado muchos genomas bacterianos", dijo Addetia, "y son mucho más interesantes que los de Treponema, a excepción de este gen. Puede generar un asombroso número de secuencias diversas dentro de estas regiones variables sin afectar la capacidad de la proteína para funcionar ".

Aunque las bacterias, los virus y los parásitos pueden tener muchas proteínas en sus superficies que el sistema inmunitario podría detectar y atacar, en muchos casos sólo una proteína parece atraer la mayor parte de la atención. Dichas proteínas se denominan inmunodominantes. Pueden proteger la bacteria al captar la atención del sistema inmune, dijo Greninger. "La proteína actúa como una distracción que aleja el sistema inmune de las proteínas que podrían ser el talón de Aquiles de la bacteria. Se necesitará más trabajo para determinar si este es el caso en TprK".

Greninger dijo que esperaba que los hallazgos pudieran ayudar a los investigadores a desarrollar vacunas que permitan al sistema inmunitario atacar TprK de manera más efectiva o ignorar TprK y apuntar a otras proteínas de sífilis menos variables.

Fuente de la noticia: University of Washington Health Sciences/UW Medicine. "Syphilis eludes immune attack by altering a single gene." ScienceDaily. ScienceDaily, 24 April 2020. www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200424093604.htm