Descubren una diana para tratar y diagnosticar la enfermedad de Lyme

Las garrapatas son ácaros que puedes encontrar con facilidad en el campo y que no solo constituyen un problema para las mascotas, sino que también son muy perjudiciales parta los seres humanos porque con su picadura transmiten la bacteria Borrelia burgdorferi, que provoca la enfermedad de Lyme, una infección que se manifiesta con síntomas como dolores musculares y articulares y alteraciones neurológicas o cardíacas, entre otros.

Ahora, científicos de Virginia Tech han descubierto que la bacteria responsable de la enfermedad de Lyme presenta una modificación muy poco habitual en su bolsa molecular protectora –el peptidoglicano–, que es común a todas las bacterias, y que esto se podría aprovechar con fines terapéuticos y de diagnóstico. Se trata de una variación inusual del azúcar que no se ha visto antes en ningún organismo. La bacteria obtiene esta modificación del azúcar a través de las garrapatas al absorber un carbohidrato exclusivo de estos parásitos, que permite que se mueva mejor y aumenta sus probabilidades de causar enfermedades.

“Creemos que este cambio es fundamental en la forma en que la bacteria causa la enfermedad y es algo que podemos explotar con fines terapéuticos y de diagnóstico”, ha afirmado Brandon Jutras, profesor asistente de Bioquímica en la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida y una facultad afiliada de el Instituto de Ciencias de la Vida Fralin y el Centro de Patógenos Emergentes, Zoonóticos y Transmitidos por Artrópodos.

El peptidoglicano permanece semanas o meses después de la infección inicial por 'B. burgdorferi' y provoca inflamación y dolor

Los resultados, que son fruto de cuatro años estudiando las garrapatas y la enfermedad de Lyme, se han publicado en Nature Microbiology. En 2019, Jutras descubrió que cuando B. burgdorferi invade el organismo de una persona despide peptidoglicano y aunque todas las bacterias contienen esta sustancia, muchas no la eliminan. Sin embargo, la bacteria que causa la enfermedad de Lyme presenta excepciones en la manera de producir su peptidoglicano y sus componentes.

Una molécula que favorece la acción de la bacteria ‘B. burgdorferi’

El azúcar que B. burgdorferi pone en su peptidoglicano es un producto de degradación de la quitina, un carbohidrato estructural con moléculas de azúcar unidas hechas de glucosa modificada, que es un componente clave de las garrapatas. “Lo notable aquí es que la bacteria que causa la enfermedad de Lyme está absorbiendo un producto de degradación de su vector de garrapatas y lo usa para ayudar a producir esta molécula inusual”, explica Jutras, “Lo que es más fascinante es que parece que la bacteria ha desarrollado esta adaptación afinada para que se mueva con eficacia, que es una característica necesaria para la enfermedad”. Gracias a esta adaptación, la bacteria se mueve con gran rapidez.

B. burgdorferi se mueve girando en espiral, o apretando su propio cuerpo usando flagelos, con los que se impulsa hacia delante y se puede mover a través del tejido muscular, e incluso el cartílago, con bastante facilidad. La modificación del azúcar aumenta la elasticidad del peptidoglicano. “El material es mucho más flexible y elástico en el sentido de que les permite impulsarse”, indica Jutras. “Si no tienen esa modificación, el material se vuelve mucho más rígido y la capacidad de movimiento se ve afectada”.

El investigador añade: “Necesitamos comprender este mecanismo porque sería un objetivo perfecto para la terapia”. “Conocemos una forma: cuando está en la garrapata. Pero, ¿cómo hace esta modificación cuando está en un ser humano? Hay una cantidad mínima o nula de quitina en un ser humano. Cuando dificultamos la capacidad de la bacteria para absorber quitobiosa, todavía tienen esta modificación. Simplemente hay mucho menos”. Eso significa que la bacteria puede llevar a cabo esta modificación en su peptidoglicano de otra forma, y averiguar cómo realiza la bacteria esta modificación dentro de un ser humano es el próximo objetivo de la investigación en el que ya trabajan Jutras y su equipo.

‘B. burgdorferi’ causa inflamación en pacientes con artritis de Lyme

Estudios previos de Jutras han mostrado que el peptidoglicano de B. burgdorferi permanece en el organismo de los pacientes con artritis de Lyme después de que la bacteria se introduce en el cuerpo. El peptidoglicano permanece semanas o meses después de la infección inicial y provoca inflamación y dolor.

Los investigadores descubrieron una proteína vinculada al peptidoglicano de la Borrelia burgdorferi que induce inflamación en pacientes con artritis de Lyme al comportarse como un faro molecular que contrarresta la actividad del sistema inmunológico de los pacientes. Este nuevo hallazgo de Jutras explicaría por qué el peptidoglicano puede mantenerse y causar artritis en pacientes con Lyme, ya que el organismo humano no es capaz de procesar el peptidoglicano de B. burgdorferi como lo hacen los billones de bacterias dentro y sobre los cuerpos humanos.

“Un enfoque que podría hacer que el diagnóstico de la enfermedad de Lyme sea tan simple como una prueba rápida de COVID-19”

“Desde la perspectiva de un bacteriólogo, este es un cambio de paradigma en cómo entendemos el peptidoglicano, una molécula esencial producida por prácticamente todas las bacterias y el objetivo antibiótico más común”, ha destacado Jutras. Como casi ninguna otra bacteria tiene peptidoglicano como B. burgdorferi, se considera un biomarcador potencial para el diagnóstico de la enfermedad de Lyme. Los biomarcadores son firmas moleculares únicas que sirven para indicar que algo ha fallado en un sistema y se usan con frecuencia para diagnosticar diferentes tipos de cáncer. Las nuevas vías de investigación se centran en esta inusual molécula y en las bacterias que las desprenden.

“En lo que respecta al diagnóstico, esa es una nueva área de investigación emocionante para el laboratorio en lo que respecta a este descubrimiento porque se trata de una molécula muy inusual”, ha informado Jutras. “La bacteria arroja estas moléculas y este descubrimiento podría conducir al desarrollo de una herramienta de diagnóstico centrada en detectar esta molécula inusual, muy parecida a un biomarcador de la enfermedad de Lyme. Un enfoque que podría hacer que el diagnóstico de la enfermedad de Lyme sea tan simple como una prueba rápida de COVID-19”.