Así funciona el inyectisoma de patógenos como la ‘Salmonella’

Sin embargo, los investigadores no solo estudian el mecanismo de inyección de los llamados sistemas de secreción de tipo III, también conocidos como inyectisomas, para controlar enfermedades. Si se comprendieran completamente la estructura y función del inyectisoma, los investigadores podrían secuestrarlo para administrar medicamentos específicos a las células, como las cancerosas. De hecho, la estructura del inyectisoma ya se ha dilucidado. Sin embargo, aún no estaba claro cómo cargan las bacterias sus jeringas para inyectar las proteínas adecuadas en el momento adecuado.

Componentes móviles del inyectisoma buscan proteínas

Un equipo de científicos dirigido por Andreas Diepold, del Instituto Max Planck de Microbiología Terrestre de Marburgo, y Ulrike Endesfelder, de la Universidad de Bonn, ha podido responder a esta pregunta: los componentes móviles del inyectisoma recorren la célula bacteriana en busca de proteínas a inyectar, los llamados efectores. Cuando encuentran un efector, lo transportan como un autobús lanzadera hasta la puerta de la aguja de inyección.

“La forma en que las proteínas de la plataforma de clasificación en el citosol se unen a los efectores y entregan la carga a la puerta de exportación del inyectosoma unido a la membrana es comparable a los procesos en una terminal de carga”, explica Stephan Wimmi, primer autor del estudio posdoctoral e investigador en el laboratorio de Andreas Diepold. “Creemos que este mecanismo de lanzadera ayuda a que la inyección sea eficiente y específica al mismo tiempo; después de todo, las bacterias deben inyectar las proteínas adecuadas rápidamente para evitar que el sistema inmunológico las reconozca y elimine”.

Bacterias vivas para el estudio

Para obtener información sobre el importante mecanismo de carga del inyectosoma, los investigadores tuvieron que aplicar nuevas técnicas. “Los métodos convencionales, que normalmente se utilizan para detectar si las proteínas se unen entre sí, no han respondido a esta pregunta, posiblemente porque los efectores solo se unen durante un corto tiempo y luego se inyectan inmediatamente”, explica Andreas Diepold, líder del grupo de investigación en Instituto Max Planck y codirector del estudio. “Por eso tuvimos que analizar esta unión in situ en bacterias vivas”.

“Para medir estas interacciones transitorias utilizamos dos enfoques novedosos que funcionan en células vivas: el etiquetado de proximidad y el seguimiento de partículas individuales”, añade Ulrike Endesfelder. 

El etiquetado de proximidad, en el que una proteína marca a sus vecinas inmediatas como un pincel, les permitió demostrar que los efectores de la bacteria se unen a los componentes móviles del inyectosoma. Esta unión se examinó con más detalle mediante el seguimiento de partículas individuales, un método de microscopía de alta resolución que puede seguir proteínas individuales en las células. Estos métodos, que el equipo denomina “bioquímica in situ”, es decir, investigaciones bioquímicas in situ, hicieron posible el avance.

A continuación, los investigadores quieren utilizar su método para investigar otros mecanismos que utilizan las bacterias para causar infecciones. “Cuanto más sepamos sobre cómo las bacterias utilizan estos sistemas durante una infección, mejor podremos comprender cómo podemos influir en ellas, ya sea para prevenir infecciones o modificar los sistemas para utilizarlos en los campos de la medicina o la biotecnología”. dice Andreas Diepold.

Artículo de referencia: Cytosolic sorting platform complexes shuttle type III secretion system effectors to the injectisome in Yersinia enterocolitica