Investigadores españoles abren el camino para lograr nuevas vacunas contra la neumonía

La neumonía está detrás de la muerte de más de dos millones de niños, según la Organización Mundial de la Salud (OMS). Una cifra muy superior al número de defunciones infantiles que provoca el sida, la malaria y el sarampión juntos. Uno de los motivos de esta alta mortalidad es la alta resistencia al neumococo que la provoca. «La bacteria tiene una gran resistencia a los antibióticos: entre el 40% y el 50% de las cepas presentes en España son capaces de evadir la acción de la penicilina. Existe, además, un número creciente de cepas en todo el mundo que resisten la acción de varios antibióticos a la vez», explica Juan Hermoso, investigador del Consejo Superior de Investigadores Científicas (CSIC). Además, las vacunas actuales no ayudan. Contienen una mezcla de azúcares (polisacáridos) de la cápsula del neumococo (envoltura de azúcares que recubre la bacteria), lo que provoca que sea costosa y reduzca su especificidad. Teniendo en cuenta que existen al menos 90 variantes diferentes de cápsulas, es muy difícil cubrir todas ellas.

Ahora, el CSIC junto a la Norges miljø-og biovitenskapelige universitet de Ås (Noruega) han determinado la estructura tridimensional de la proteína PcsB, esencial en el proceso de división celular de la bacteria patógena del neumococo. «El conocimiento de este mecanismo celular podría tener dos aplicaciones. Si se hallase una molécula que lo bloquee y detenga su crecimiento, se podrían desarrollar nuevos antibióticos», explica Hermoso. Otra aplicación sería el desarrollo de una nueva generación de vacunas, según explica el estudio publicado en 'Nature Communications'. El conocimiento de los mecanismos de división celular es crítico en la lucha contra las infecciones bacterianas, que en los hospitales son las culpables de un alto porcentaje de infecciones. La OMS señala que, en infecciones graves tratadas en hospitales, el porcentaje de muertes por bacterias resistentes es el doble que con bacterias no resistentes. Este problema podría suponer, según indica el informe, la vuelta a la era preantibiótica, en la que infecciones comunes o pequeñas heridas podían resultar mortales. Una de las claves de la supervivencia de las bacterias patógenas ante los antibióticos es su alta capacidad para reproducirse. Una bacteria se divide para dar lugar a dos células hijas cada 20 minutos. En un día, daría lugar a 4.700 trillones de bacterias y la PcsB es una proteína esencial del neumococo implicada en la separación de las células hija.

Estructura nunca vista

En este trabajo se ha estudiado el mecanismo de división del neumococo y se ha determinado la estructura tridimensional de la PcsB mediante cristalografía de rayos X. La PcsB tiene una estructura nunca vista en otras proteínas: está formada por dos módulos, uno es responsable de la degradación de la pared bacteriana (módulo catalítico), y el otro, alargado en forma de V, funciona como pinzas moleculares que sujetan al primero en un estado inactivo.

La proteína se mantiene así, inactiva, y sólo cuando se va a producir la división celular se provoca la liberación del módulo catalítico. Esta activación requiere una dosis de energía para abrir las pinzas moleculares, aportada por otro complejo de proteínas. Esta apertura liberaría al módulo, que puede así romper la pared bacteriana. Se iniciaría así la degradación de la pared celular para permitir la reproducción de la bacteria, lo que a su vez le permite aumentar su resistencia a los antibióticos. El mecanismo permite, pues, la activación de PcsB solamente en el momento necesario, el de la división de la célula. Durante el resto del tiempo, el neumococo es capaz de mantener inactiva a esta peligrosa proteína que podría provocar su suicidio si no se regulara de forma conveniente.