Diseñando vacunas que matan de hambre a las bacterias

Al igual que los destructores de la Guerra de las Galaxias mandaban cápsulas en misiones de abastecimiento, algunas bacterias despliegan pequeñas moléculas llamadas sideróforos para recolectar hierro, un nutriente esencial, de los huéspedes que infectan. Pero dos grupos de investigación acaban de describir un nuevo tipo de vacuna que programa el sistema inmunológico de los animales para capturar los sideróforos y mata así a las bacterias invasoras privándoles del hierro.

Esta estrategia podría convertirse en una nueva forma de proteger a la gente de las infecciones provocadas por bacterias Gram-negativas, que son las que usan los sideróforos. En este momento es una necesidad urgente la ampliación del arsenal de recursos disponibles frente a estos patógenos, pues algunas cepas se han vuelto resistentes a los antibióticos actuales. Se dispone ya de vacunas -de antibióticos- para la meningitis, las infecciones derivadas de Haemophilus influenzae (bacilo de Pfeiffer), la neumonía y las infecciones del tracto urinario. No obstante, algunas son tóxicas o protegen de manera poco eficaz, de manera que la llegada de nuevas vacunas es siempre bienvenida por parte de la comunidad científica.

El grupo de Raymond J. Bergeron de la Universidad de Florida (Florida, EE.UU.) consiguió hace siete años inducir en ratones la producción de anticuerpos contra un sideróforo utilizado por las bacterias del género Vibrio para causar la enfermedad del cólera (J. Med. Chem. 2009, DOI: 10.1021/jm900119q). Pero este estudio resultó incompleto, pues no se evaluó la capacidad de los anticuerpos para proteger del cólera a animales vivos. Esto es debido a que no se dispone de modelos adecuados de animales vivos para su infección por bacterias Vibrio.

En referencia a estos nuevos estudios, Bergeron comenta que el concepto de vacuna basada en sideróforos "todavía tiene un largo camino por delante". Como ejemplo, explica que algunas bacterias utilizan múltiples sideróforos, de manera que el bloqueo de uno sólo no funcionaría con todas las bacterias. En cualquier caso, estos nuevos estudios "resultan una absolución para nosotros" comenta. "Juntándolos con todo el trabajo que hicimos nosotros previamente, estos recientes artículos demuestran que es un enfoque muy verosímil.”

Los sideróforos capturan el hierro de los huéspedes bacterianos infectados y lo llevan de vuelta a casa, a la bacteria, ya que son capaces de reconocer una serie de receptores especializados en las membranas celulares bacterianas. Para interrumpir este proceso, las investigadoras Elizabeth M. Nolan, del Instituto Tecnológico de Massachussets (M.I.T., por sus siglas en inglés, Cambridge, Massachussets, EE.UU.), Manuela Raffatellu, de la Universidad de California en Irvine (California, EE. UU.), y sus respectivos equipos de trabajo, han diseñado y sintetizado derivados de un sideróforo de Salmonella, y lo han combinado con una proteína portadora que podría inducir una respuesta inmune en ratones. Pues bien, los animales inmunizados con estos derivados conjugados desarrollaron anticuerpos que reconocían y secuestraban los sideróforos, matando a la Salmonella en la tripa de los ratones (Proc. Natl. Acad. Sci.USA 2016, DOI: 10.1073/pnas.1606290113).

El grupo de trabajo de Harry L. T. Mobley, de la Escuela de Medicina de la Universidad de Michigan (Ann Arbor, Michigan, EE. UU.) y otros grupos colaboradores inmunizaron ratones con dos tipos de sideróforos de Escherichia Coli que también estaban conjugados con una proteína portadora inmunogénica. Estos conjugados proteína-sideróforo fueron capaces de proteger a los ratones contra infecciones del aparato urinario (Proc. Natl. Acad. Sci.USA 2016, DOI: 10.1073/pnas.1606324113). De hecho, estos sideróforos resultaron ser suficientemente inmunógenos como para provocar una respuesta inmune incluso cuando no habían sido conjugados a la proteína.

En opinión de Bergeron, las vacunas basadas en sideróforos no han sido tenidas en cuenta de manera seria por los organismos que financian la investigación. "La gente hará más caso ahora", dice. "Espero que esta idea vaya adelante y haga algo por los pacientes."

Traducción al español producida por Fernando Gomollón Bel de Divulgame.org para C&EN. La versión original (en inglés) del artículo está disponible aquí.