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miércoles, 7 de octubre de 2009

Temblores

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Cuando un microbiólogo oye el vocablo Streptomyces suele pensar en tres cosas: suelo, antibióticos y tierra mojada. Porque las bacterias pertenecientes a dicho género son habitantes comunes de la microbiota del suelo. A su vez son los principales productores industriales de antibióticos. Y una de las diversas sustancias que producen es la geosmina, un compuesto que es responsable del característico olor a "tierra mojada por la lluvia".



Microfotografía de un Streptomyces mostrando esporas e hifas aéreas



Pero si los datos del artículo publicado en PLoS ONE se confirman habrá que empezar a pensar en otra cosa más preocupante. Un grupo de la Universidad de Alabama ha encontrado que un compuesto producido por la bacteria S. venezuelae es capaz de matar selectivamente las neuronas productoras de dopamina en el nematodo Caenorhabditis elegans. Este efecto neurotóxico no se observa con otras bacterias, ni otras especies de Streptomyces, como S. coelicolor o S. griseus.








Anatomía de Caenorhabditis elegans. La cabeza está apuntando a la izquierda



Pero ¿qué importancia tiene que se muera un gusano de un milímetro de largo por una bacteria del suelo? Bueno, C. elegans es uno de los organismos modelo utilizados en Biología. Está tan bien estudiado que se sabe perfectamente como se originan cada una de sus células según se va desarrollando. Por ejemplo, su sistema nervioso está compuesto exactamente por 302 células, ni una más, ni una menos. Cuando se describe algún mecanismo celular en este nematodo, hay un 99 % de posibilidades de que se encuentre un mecanismo homólogo en los mamíferos. Y si se mueren las neuronas productoras de dopamina por la acción de S. venezuelae, es muy probable que ocurra lo mismo con las neuronas humanas.




Localización de la sustancia negra en el cerebro



En los humanos, las neuronas productoras de dopamina se encuentran en la llamada sustancia negra. Su muerte es uno de los síntomas de la tristemente famosa enfermedad de Parkinson. Uno de los factores que predisponen a dicha enfermedad es la genética. Hay una serie de genes implicados en el sistema del proteosoma encargado de la degradación de proteínas unidas a ubiquitina. Si funcionan mal, proteínas como la α-sinucleina, comienzan a acumularse y forman cuerpos de inclusión (Cuerpos de Lewy). Pero también hay casos de Parkinson debidos a otros factores. Se suponía que había toxinas ambientales que lo provocaban, pero se desconocía cuáles eran. El trabajo del grupo liderado por G.A. Caldwell es el primero en proporcionar una pista.




Modelo estructural del proteosoma



Precisamente es en el proteosoma donde actúa el metabolito producido por S. venezuelae. Al inhibir su acción, las neuronas se mueren y se produce un proceso neurodegenerativo en el gusano. Peor aún, si hay dopamina el efecto de la toxina se multiplica y la neurodegeneración es mucho más rápida. Los investigadores no se quedaron ahí. También comprobaron que dicho efecto neurotóxico se reproducía en células humanas.




Anatomía del sistema nervioso de C. elegans marcado con la proteína verde fluoreceste (Fuente bibliográfica).



Experimento en el que se ha marcado mediante la proteína bioluminiscente GFP, a las neuronas dopaminérgicas del gusano C. elegans. Los gusanos que son expuestos a un medio que ha contenido a la bacteria Escherichia coli presentan un sistema nervioso normal. Los gusanos que han sido mantenidos en un medio conteniendo S. venezuelae muestran una marcada neurodegeneración. (Caldwell et all)



¿Y de qué molécula se trata? Pues aún no lo saben. Lo que si saben es que es muy estable, que tiene una porción con carácter lipofílico y otra hidrofílica, que su peso molecular es aproximadamente de 180, que tiene un anillo aromático y una cadena hidrocarbonada y que su composición es C10H16N2O. Los investigadores reconocen que aún queda mucho por hacer. No sólo identificar la molécula, sino comprobar cual es su nivel de toxicidad y si realmente podría ser un posible factor de riesgo ambiental como agente etiológico del Parkinson.


Audio en "El podcast del microbio"

1 comentario:

Roke Iñaki Oruezabal dijo...

Esto puede tener una aplicación muy interesante a nivel metodológico, al ser tan selectivo puede facilitar el crear un modelo animal en el que se carezca de neuronas dopaminérgicas. En investigación preclínica de continuo se están procurando localizar modelos animales que simulen enfermedades humanas y ésto es muy difícil de obtener tanto por efectos pleiotrópicos como por ausencia de especificidad. Probablemente quienes trabajan con ratones y Parkynson se estén frotando las manos.