Nuestro intestino alberga billones de microorganismos que conviven con nuestras defensas. Sin embargo, algunos poseen herramientas capaces de superar las barreras que nos protegen. Es el caso de Thomasclavelia ramosa, una bacteria habitual de la microbiota intestinal que guarda un secreto molecular particularmente sorprendente.
Un equipo del Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC) ha descubierto cómo esta bacteria consigue romper anticuerpos que otras especies no pueden destruir. La investigación, publicada en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), permite observar por primera vez el mecanismo que utiliza para conseguirlo.
Lo interesante es que esta capacidad, aparentemente perjudicial para nuestras defensas, también podría convertirse en una herramienta para desarrollar nuevos tratamientos médicos.
Una bacteria intestinal que consigue superar una de nuestras principales defensas
Nuestro organismo cuenta con diferentes barreras para impedir que los microorganismos provoquen infecciones. Entre ellas destaca la inmunoglobulina A (IgA), un anticuerpo encargado de proteger las mucosas, especialmente las del aparato digestivo y respiratorio. Existen dos subclases principales de este anticuerpo: IgA1 e IgA2. La primera puede ser atacada por determinadas enzimas bacterianas, conocidas como peptidasas. La segunda, especialmente abundante en el colon, presenta una estructura que la hace resistente a muchas de ellas.
Pero Thomasclavelia ramosa constituye una excepción. Según explica el equipo del CSIC en la comunicación de su investigación, esta bacteria puede cortar ambos tipos de anticuerpos mediante una enzima denominada IgAse. Aunque se conocía esa capacidad, los científicos no habían logrado determinar cómo conseguía romper la IgA2. El proceso ocurre tan rápidamente que observar la interacción entre ambas moléculas representaba un importante desafío.
Los investigadores consiguieron congelar el instante anterior al ataque
Para resolver el misterio, los científicos recurrieron a una estrategia ingeniosa: utilizaron una versión inactiva de la enzima bacteriana y un enlace químico estable para mantenerla unida al anticuerpo. Después analizaron el complejo mediante criomicroscopía electrónica, una técnica que permite reconstruir estructuras moleculares tridimensionales a partir de imágenes obtenidas a temperaturas extremadamente bajas.
El resultado reveló un mecanismo inesperado. De acuerdo con los resultados del estudio disponibles en PubMed, una pequeña estructura del anticuerpo funciona como una clavija que encaja en una cavidad de la enzima bacteriana. Cuando ambas se unen, un enlace interno del anticuerpo gira aproximadamente 180 grados. Este movimiento permite colocar su región flexible, conocida como bisagra, frente al centro activo de la enzima.
La bacteria puede entonces cortar el anticuerpo e interferir con su función defensiva. El descubrimiento explica por qué esta enzima consigue actuar sobre IgA1 e IgA2, pese a las diferencias estructurales entre ambas.
Un descubrimiento que podría ayudar a tratar enfermedades renales
Aunque el mecanismo permite a la bacteria neutralizar anticuerpos, los investigadores consideran que también podría aprovecharse con fines terapéuticos. Una posibilidad consiste en diseñar enzimas capaces de eliminar formas problemáticas de IgA relacionadas con determinadas enfermedades.
Entre ellas figura la nefropatía por IgA, una afección en la que se acumulan depósitos anómalos de anticuerpos en los riñones, provocando inflamación y daño renal. Según el Instituto Nacional de la Diabetes y las Enfermedades Digestivas y Renales de Estados Unidos (NIDDK), esta enfermedad representa una causa importante de enfermedad renal crónica.
Otra aplicación potencial sería desarrollar sustancias que bloqueen la enzima bacteriana para proteger los anticuerpos intestinales. No obstante, el descubrimiento todavía pertenece al campo de la investigación básica. Los experimentos se realizaron en laboratorio con fragmentos de anticuerpos humanos y no constituyen una terapia probada.
Por ahora, el principal avance consiste en haber descifrado una estrategia molecular que llevaba años desconcertando a los científicos. Una demostración de que incluso las bacterias que conviven habitualmente con nosotros todavía esconden mecanismos que apenas comenzamos a comprender.
