Un equip de l'Institut de Química Física Blas Cabrera (IQF-CSIC) i de la Universitat de Notre Dame (Estats Units) ha aconseguit descriure per primera vegada el procés que permet a la bacteria 'Clostridioides difficile' sortir de la seva fase d'espora inactiva i convertir-se en una cèl·lula capaç de causar infecció.
L'estudi, difós a la revista 'Nature Communications', ofereix una perspectiva inèdita que obre la porta al desenvolupament de nous tractaments davant d'aquesta bacteria, considerada una de les principals amenaces infeccioses vinculades a l'entorn hospitalari i a l'ús d'antibiòtics.
'Clostridioides difficile' està catalogada entre els patògens més perillosos responsables d'infeccions al còlon. Les seves manifestacions clíniques abasten des d'episodis de diarrea fins a quadres de colitis amb risc vital. El risc d'infecció per 'C.diff' augmenta durant l'administració d'antibiòtics, en les setmanes posteriors a la seva utilització o en persones amb el sistema immunitari compromès. La seva incidència no deixa de créixer i s'associa a centenars de milers d'ingressos hospitalaris anuals.
Els experts subratllen que la seva capacitat per formar espores altament resistents explica en gran mesura el seu èxit com a agent infecciós. Aquestes espores poden persistir llarg temps en l'entorn i suportar tant l'acció d'antibiòtics com els mètodes de desinfecció convencionals. Un cop germinen, la forma vegetativa de 'C. diff' s'estableix a l'intestí i desencadena inflamació intestinal i diarrea intensa.
Perquè la infecció comenci, les espores han de percebre certes senyals químiques presents a l'intestí i posar en marxa el complex procés de germinació, un pas clau el funcionament del qual es desconeixia fins ara.
"Per primera vegada hem pogut visualitzar la maquinària molecular que reconeix la senyal química que desencadena la germinació de les espores de 'C. difficile'", ha explicat Juan Hermoso, autor de l'estudi i investigador de l'IQF-CSIC. El treball integra eines de biologia estructural, biofísica i microscopi crioelectrònic per aclarir la base d'aquest mecanisme.
Noves vies per frenar la infecció
Si les espores no arriben a activar-se, la bacteria no progressa a la fase vegetativa responsable de sintetitzar toxines i originar la malaltia. "Impedir la germinació de les espores constitueix una estratègia terapèutica especialment atractiva", ha ressaltat Hermoso.
Els resultats mostren que la proteïna CspA funciona com a receptor directe del taurocolat, una sal biliar present a l'intestí humà que actua com a senyal per iniciar la germinació. Gràcies a la combinació de cristal·lografia de raigs X, microscopi crioelectrònic d'alta resolució i avançades tècniques biofísiques, l'equip va aconseguir determinar l'estructura tridimensional de les proteïnes CspA, CspB i CspC, a més del complex format per CspA i CspC unit al taurocolat.
"Les estructures obtingudes permeten plantejar estratègies racionals per desenvolupar molècules que interfereixin en l'activació de les espores abans que la bacteria pugui causar dany", ha assenyalat Martín Alcorlo, co-autor de l'estudi i investigador de l'IQF-CSIC.
El treball detalla que CspA i CspC s'assemblen en un complex molt estable que reconeix la molècula senyal a través de diversos punts d'unió específics.
"La identificació dels llocs de reconeixement del taurocolat proporciona noves dianes moleculars per al disseny de compostos capaços de bloquejar aquest procés i prevenir l'inici de la infecció", conclou Hermoso.
Aquest avanç permet entendre, amb resolució atòmica, com les espores perceben que es troben en un entorn propici per transformar-se en bacteris actius.