La resistencia a los antibióticos se ha convertido en una gran amenaza para la salud humana. Existe suficiente evidencia científica para afirmar que uno de los principales contribuyentes a la propagación de la resistencia a los antibióticos entre diferentes bacterias son los sistemas de secreción de tipo 4 (T4SS). Si bien, se han estudiado en detalle principalmente los T4SS de las bacterias gramnegativas, en cambio, los de las bacterias grampositivas, que representan más de la mitad de todas las infecciones adquiridas en el hospital, son menos conocidos. 

Precisamente, investigadores de la Universidad de Umeå (Suecia) han aportado nuevas pistas para entender cómo se propaga la resistencia a los antibióticos, partiendo del estudio de la bacteria Enterococcus faecalis, que suele provocar infecciones hospitalarias y en la que, en muchos casos, el tratamiento con antibióticos ya no funciona porque ha desarrollado resistencia.  El estudio muestra cómo una enzima descompone la capa protectora externa de las bacterias, la pared celular, y facilita así la transferencia de genes de resistencia a los antibióticos.

Un auténtico ´rompecabezas´

Las bacterias Enterococcus faecalis, también pueden propagar la resistencia a través de los sistemas de secreción de tipo 4, T4SS. Se trata de un tipo de complejo proteico que actúa como un dispositivo de copia, permitiendo que las propiedades en forma de material genético se transmitan a otras bacterias. 

Como se explica en el estudio, publicado en la revista científica ´mBio´, una parte importante del T4SS es la enzima PrgK, que rompe la pared celular bacteriana y, de esta forma, facilita la transferencia de propiedades entre bacterias.  "Podríamos decir que estamos añadiendo una pieza al rompecabezas para comprender cómo se propaga la resistencia a los antibióticos entre las bacterias", indicó Ronnie Berntsson, profesor asociado de la Universidad de Umeå y uno de los autores del estudio.

La enzima PrgK, que consta de tres partes o dominios: LytM, SLT y CHAP, funciona, a modo de ejemplo, como ´una tijera que corta la pared celular bacteriana´. Al contrario de lo que los investigadores pensaban, resultó que solo el dominio SLT estaba activo, pero de una manera diferente a la esperada. Los otros dos dominios, en cambio, resultaron tener un papel importante en la regulación de la enzima. Los investigadores también identificaron que otra proteína T4SS, PrgL, se une a la PrgK y garantiza que termine en el lugar correcto en la maquinaria proteica.

El estudio se llevó a cabo mediante una combinación de análisis bioquímicos de la proteína ligados a estudios funcionales in vivo, y complementados con estudios estructurales de PrgK utilizando tanto cristalografía de rayos X como modelado AlphaFold.

"Los hallazgos son importantes para continuar la investigación sobre cómo evitar que el T4SS transfiera propiedades como la resistencia a los antibióticos a otras bacterias", señaló, por su parte, el prof. Josy ter Beek, científico de la Universidad de Umeå.