Avanzar en la comprensión del papel de las bacterias del tracto urinario en la fisiología endocrina del huésped puede resultar una ardua tarea. Se sabe, hasta ahora, que muchos cánceres de próstata dependen de las hormonas androgénicas, incluida la testosterona, para crecer.Ahora, científicos del Departamento de la Universidad de Auburn …
Avanzar en la comprensión del papel de las bacterias del tracto urinario en la fisiología endocrina del huésped puede resultar una ardua tarea. Se sabe, hasta ahora, que muchos cánceres de próstata dependen de las hormonas androgénicas, incluida la testosterona, para crecer.
Ahora, científicos del Departamento de la Universidad de Auburn de Alabama (EEUU) han identificado un participante inesperado en la química de los andrógenos: una bacteria del tracto urinario humano que puede convertir el precursor esteroideo DHEA en testosterona en condiciones de laboratorio.
La testosterona y otros andrógenos son esenciales para el desarrollo y la función normales de la próstata, pero también pueden promover el crecimiento de muchos cánceres de próstata al activar el receptor de andrógenos.
En este caso, la importancia del hallazgo reside en que se revela una vía microbiana previamente desconocida hacia una hormona fundamental para la biología de la próstata, lo que plantea nuevas preguntas sobre si los microorganismos que viven cerca de la próstata podrían contribuir a moldear su entorno químico.
«No estamos afirmando que estas bacterias causen cáncer. Lo que ahora sabemos es que poseen la maquinaria molecular para producir testosterona. Dado que el cáncer de próstata está tan estrechamente relacionado con la señalización de andrógenos, es algo que merece la pena comprender», tal como expresó Rafael Bernardi, profesor asociado del Departamento de Física de la Universidad de Auburn y coautor del estudio.
Publicado en ‘Nature Communications’, dicho estudio proporciona la base metodológica y molecular para avanzar en la comprensión del papel de las bacterias del tracto urinario en la fisiología endocrina del huésped.
El equipo de investigación examinó bacterias aisladas de muestras de orina de hombres antes de una biopsia de próstata. Para identificar organismos capaces de transformar esteroides, desarrollaron un método de cribado rápido denominado ensayo de alto rendimiento para el descubrimiento del bioma esterol humano (HSDH, por sus siglas en inglés). Entre los organismos identificados se encontraba Actinobaculum massiliense. Al suministrarle DHEA (dehidroepiandrosterona), dicha bacteria produjo moléculas esteroides intermedias y, finalmente, testosterona.
Los tejidos humanos pueden utilizar la DHEA como materia prima para sintetizar hormonas más potentes, como la testosterona. Una bacteria que vive en el tracto urinario puede llevar a cabo una reacción química similar utilizando sus propias enzimas.
Tras confirmar la capacidad de la bacteria para producir testosterona, los investigadores buscaron en su genoma los genes responsables. Identificaron dos candidatos, a los que denominaron dirA y dirB , por DHEA isomerasa reductasa. Los experimentos de laboratorio demostraron que DirA era excepcionalmente versátil, realizando diversas transformaciones de esteroides y permitiendo a la bacteria obtener testosterona por más de una vía.
En concreto, las simulaciones de Auburn revelaron que DirA posee una cavidad amplia y abierta que permite al esteroide moverse y reposicionarse. Esta flexibilidad posibilita que diferentes partes del esteroide se acerquen a la maquinaria catalítica de la enzima durante las distintas etapas de la vía metabólica desde la DHEA hasta la testosterona. DirB, en cambio, tiene un túnel interno mucho más estrecho. El esteroide puede entrar y permanecer en su interior, pero el espacio restringido suele provocar que se voltee o se desalinee, quedando la porción que necesita reaccionar alejada de la maquinaria catalítica.
Esa diferencia relativamente simple en la arquitectura molecular explicó, según los autores del estudio, los resultados experimentales. DirA podía llevar a cabo una amplia gama de reacciones porque el esteroide tenía suficiente espacio para girar y presentar diferentes partes de sí mismo a la enzima. DirB solo podía realizar aquellas reacciones compatibles con su cavidad más restringida.
A partir de este trabajo, los investigadores pueden buscar dirA y dirB en conjuntos de datos del microbioma urinario , determinar su frecuencia y examinar si su presencia está asociada con diferencias en las hormonas urinarias, afecciones de la próstata o respuestas al tratamiento.