Un equipo del Instituto de Química Física Blas Cabrera (IQF-CSIC) y de la Universidad de Notre Dame (Estados Unidos) ha logrado describir por primera vez el proceso que permite a la bacteria 'Clostridioides difficile' salir de su fase de espora inactiva y convertirse en una célula capaz de causar infección.
El estudio, difundido en la revista 'Nature Communications', ofrece una perspectiva inédita que abre la puerta al desarrollo de nuevos tratamientos frente a esta bacteria, considerada una de las principales amenazas infecciosas vinculadas al entorno hospitalario y al empleo de antibióticos.
'Clostridioides difficile' está catalogada entre los patógenos más peligrosos responsables de infecciones en el colon. Sus manifestaciones clínicas abarcan desde episodios de diarrea hasta cuadros de colitis con riesgo vital. El riesgo de infección por 'C.diff' aumenta durante la administración de antibióticos, en las semanas posteriores a su uso o en personas con el sistema inmunitario comprometido. Su incidencia no deja de crecer y se asocia a cientos de miles de ingresos hospitalarios anuales.
Los expertos subrayan que su capacidad para formar esporas altamente resistentes explica en gran medida su éxito como agente infeccioso. Estas esporas pueden persistir largo tiempo en el entorno y soportar tanto la acción de antibióticos como los métodos de desinfección convencionales. Una vez germinan, la forma vegetativa de 'C. diff' se establece en el intestino y desencadena inflamación intestinal y diarrea intensa.
Para que la infección comience, las esporas deben percibir ciertas señales químicas presentes en el intestino y poner en marcha el complejo proceso de germinación, un paso clave cuyo funcionamiento se desconocía hasta ahora.
“Por primera vez hemos podido visualizar la maquinaria molecular que reconoce la señal química que desencadena la germinación de las esporas de 'C. difficile'”, ha explicado Juan Hermoso, autor del estudio e investigador del IQF-CSIC. El trabajo integra herramientas de biología estructural, biofísica y microscopía crioelectrónica para aclarar la base de este mecanismo.
Nuevas vías para frenar la infección
Si las esporas no llegan a activarse, la bacteria no progresa a la fase vegetativa responsable de sintetizar toxinas y originar la enfermedad. “Impedir la germinación de las esporas constituye una estrategia terapéutica especialmente atractiva”, ha resaltado Hermoso.
Los resultados muestran que la proteína CspA funciona como receptor directo del taurocolato, una sal biliar presente en el intestino humano que actúa como señal para iniciar la germinación. Gracias a la combinación de cristalografía de rayos X, microscopía crioelectrónica de alta resolución y avanzadas técnicas biofísicas, el equipo logró determinar la estructura tridimensional de las proteínas CspA, CspB y CspC, además del complejo formado por CspA y CspC unido al taurocolato.
“Las estructuras obtenidas permiten plantear estrategias racionales para desarrollar moléculas que interfieran en la activación de las esporas antes de que la bacteria pueda causar daño”, ha señalado Martín Alcorlo, co-autor del estudio e investigador del IQF-CSIC.
El trabajo detalla que CspA y CspC se ensamblan en un complejo muy estable que reconoce la molécula señal a través de varios puntos de unión específicos.
“La identificación de los sitios de reconocimiento del taurocolato proporciona nuevas dianas moleculares para el diseño de compuestos capaces de bloquear este proceso y prevenir el inicio de la infección”, concluye Hermoso.
Este avance permite entender, con resolución atómica, cómo las esporas perciben que se encuentran en un entorno propicio para transformarse en bacterias activas.