Un equipo coliderado por la UAB ha revelado un mecanismo clave que permite a la bacteria humana Mycoplasma pneumoniae, responsable de neumonías atípicas y otras infecciones respiratorias, obtener colesterol y otros lípidos esenciales directamente del cuerpo humano, mediante la proteína P116. El descubrimiento, publicado en Nature Communications, abre la puerta a utilizar una versión modificada de este microorganismo como plataforma biotecnológica para estudiar y tratar enfermedades hepáticas y ateroscleróticas.
La investigación ha sido liderada por Noemí Rotllan, del Instituto de Investigación Sant Pau (IR Sant Pau) y del Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERDEM), por Marina Marcos, del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la UAB, y por David Vizarraga, del Instituto de Biología Molecular de Barcelona del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IBMB-CSIC) y del Centro de Regulación Genómica (CRG). Ha sido coordinada por Joan Carles Escolà-Gil, del IR Sant Pau y del CIBERDEM, por Jaume Pinyol, del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la UAB, y por Ignacio Fita, del IBMB-CSIC. El estudio ha contado también con la colaboración del Instituto de Biotecnología y Biomedicina de la UAB (IBB-UAB), del Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Cardiovasculares (CIBERCV) y de otros centros de referencia.
«La bacteria utiliza la proteína P116 como una herramienta muy eficaz para captar colesterol y otros lípidos esenciales del huésped, un mecanismo que le permite sobrevivir y colonizar tejidos más allá del pulmón», explica Joan Carles Escolà-Gil. «Entender este proceso abre nuevas vías para bloquear su crecimiento y explorar aplicaciones biotecnológicas basadas en su afinidad por los tejidos ricos en lípidos», añade el investigador.
Este descubrimiento es especialmente relevante porque Mycoplasma pneumoniae es conocida principalmente como una bacteria respiratoria, pero varios estudios —incluido este— muestran que puede llegar a otros tejidos del organismo, especialmente aquellos con un entorno rico en lípidos. Comprender cómo consigue esta colonización extrarrespiratoria ayuda a explicar manifestaciones clínicas fuera del pulmón y aporta pistas sobre su posible contribución a procesos inflamatorios sistémicos.
P116, un sistema bacteriano para captar colesterol
A diferencia de otras bacterias, Mycoplasma pneumoniae no puede sintetizar por sí misma diversos lípidos imprescindibles para la integridad de su membrana, entre ellos el colesterol, por lo que depende completamente del huésped para sobrevivir. En este contexto, el nuevo estudio demuestra que la proteína P116 actúa como un sistema altamente eficiente de captación de lípidos, capaz de extraer colesterol y otras especies lipídicas tanto de lipoproteínas humanas (incluidas la LDL y la HDL) como de distintos tipos celulares.
Los experimentos realizados por el equipo muestran que P116 incorpora rápidamente colesterol procedente de LDL y HDL, pero también es capaz de captar fosfatidilcolinas, esfingomielinas y triacilglicéridos. Esta capacidad de reconocer y absorber múltiples tipos de lípidos convierte a P116 en un mecanismo esencial para la supervivencia del microorganismo. Al proveer su membrana con componentes obtenidos directamente del huésped, Mycoplasma pneumoniae puede adaptarse a diversos entornos del organismo y colonizar tejidos con un alto contenido lipídico, más allá del sistema respiratorio.
Noemí Rotllan destaca la importancia biológica de este hallazgo: «P116 actúa como una puerta de entrada de lípidos para la bacteria, un sistema extraordinariamente versátil que le permite incorporar colesterol, fosfolípidos y esfingolípidos procedentes del huésped«. Según añade, «esta amplia capacidad de captación lipídica explica en gran parte por qué Mycoplasma pneumoniae puede sobrevivir en entornos tan diferentes y localizarse en tejidos donde otras bacterias no podrían prosperar».
Un anticuerpo que frena su crecimiento y adhesión
El estudio también revela que un anticuerpo monoclonal dirigido específicamente contra el dominio C-terminal de P116 bloquea de manera notable la captación de colesterol por parte de la bacteria, un proceso imprescindible para su supervivencia. «Al impedir que P116 funcione como sistema de entrada de lípidos, el anticuerpo reduce significativamente el crecimiento de Mycoplasma pneumoniae en cultivos celulares y limita su capacidad de adherirse a lesiones ateroscleróticas humanas en muestras ex vivo. Esta acción dual (frenar la proliferación bacteriana y evitar su presencia en zonas vulnerables del sistema cardiovascular) representa un avance importante en la comprensión del papel patogénico y extrarrespiratorio de este microorganismo», señala Marina Marcos, investigadora de la UAB.
Los investigadores destacan que impedir esta adhesión es especialmente relevante porque la presencia de Mycoplasma pneumoniae en placas vulnerables podría favorecer la inflamación local y comprometer la estabilidad de la lesión. Las placas inestables son más propensas a romperse, un proceso que puede desencadenar eventos cardiovasculares graves.
Una herramienta biotecnológica para dirigir terapias
Los investigadores también han utilizado una forma modificada e inofensiva de la bacteria, diseñada para emplearse como herramienta biotecnológica con el fin de estudiar cómo se distribuye dentro del organismo. Esta versión del microorganismo conserva su capacidad natural para localizar tejidos ricos en lípidos, pero ha sido adaptada para no causar enfermedad. En experimentos con ratones hipercolesterolémicos, la bacteria modificada se concentra de forma selectiva en el hígado y en las placas ateroscleróticas, lo que la convierte en un vehículo potencial para transportar moléculas terapéuticas o agentes diagnósticos justamente hacia los tejidos donde más se necesitan.
Esta capacidad de orientación específica abre una vía prometedora en un sector emergente de la biotecnología: el uso de microorganismos vivos modificados como sistemas de liberación dirigida de moléculas terapéuticas. En el caso de Mycoplasma pneumoniae, su metabolismo minimalista y su dependencia de los lípidos del huésped lo hacen especialmente interesante como plataforma manipulable y segura.
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