Las bacterias que causan la tuberculosis han evolucionado para utilizar la vitamina B12 de los infectados y poder desarrollar con éxito la enfermedad
El trabajo ha sido dirigido por Jesús Gonzalo Asensio, investigador del Grupo de Genética de Micobacterias de Unizar, y ha sido el objetivo de la tesis doctoral de Elena Campos Pardos
Estos resultados abren las puertas a desarrollar nuevas estrategias terapéuticas para tratar la tuberculosis u otras enfermedades
(Zaragoza, lunes, 18 de marzo de 2024). Investigadores de la Universidad de Zaragoza acaban de demostrar la relación directa existente entre la tuberculosis y niveles óptimos de vitamina B12. En concreto, la revista Nature Communications publica este hallazgo que evidencia que las bacterias que causan la tuberculosis han evolucionado para utilizar la vitamina B12 de los infectados y poder desarrollar con éxito la enfermedad. Estos resultados abren las puertas a desarrollar nuevas estrategias terapéuticas para tratar la tuberculosis u otras enfermedades. En este sentido, es importante destacar que la tuberculosis es hoy la enfermedad infecciosa más mortal, causando más de 3.500 muertes diarias, y superando en mortalidad a enfermedades más mediáticas como la COVID-19.
Los autores utilizaron durante casi 10 años de investigación una amplia colección de técnicas de microbiología, ingeniería genética, biología molecular, transcriptómica y proteómica para demostrar que M. tuberculosis utiliza B12 para sintetizar metionina, un aminoácido esencial para la bacteria. El trabajo ha sido dirigido por Jesús Gonzalo Asensio, investigador del Grupo de Genética de Micobacterias de la Universidad de Zaragoza, y ha sido el objetivo de la tesis doctoral de Elena Campos Pardos.
La vitamina B12 es una molécula fundamental para nuestro metabolismo, la formación de los glóbulos rojos y nuestras funciones neuronales. Sin embargo, los humanos no somos capaces de sintetizar esta molécula y tenemos que ingerirla en la dieta, de ahí su consideración de vitamina. Los únicos seres vivos capaces de sintetizar la vitamina B12 son algunas bacterias que la suministran a la cadena alimentaria y en última instancia llega a nuestros alimentos.
Sin embargo, no todas las bacterias son capaces de sintetizar vitamina B12. Este trabajo comenzó en el año 2014 en la Universidad de Zaragoza con la observación de que las bacterias que causan la tuberculosis tienen muchas mutaciones en sus genes encargados de sintetizar dicha vitamina. Esta observación lleva a pensar que quizás estas bacterias son incapaces de sintetizar B12. En un primer experimento los investigadores confirmaron la incapacidad de Mycobacterium tuberculosis -la bacteria causante de la enfermedad- de sintetizar su propia vitamina, lo que llevó al equipo investigador a seguir profundizando en este estudio.
El hecho de que M. tuberculosis tiene enzimas que necesitan la B12 para su correcto funcionamiento, pareció paradójico a los investigadores; por lo que la única explicación posible era que podría captar la B12 del exterior. En este sentido, la B12 actuaría como una vitamina para M. tuberculosis. Esta hipótesis también fue demostrada en el laboratorio y abrió las puertas a pensar que, en una infección real, la bacteria causante de la tuberculosis podría utilizar la vitamina B12 de las personas infectadas.
Para demostrarlo, el equipo desarrolló un modelo de déficit de B12 en ratones. Cuando los ratones con un déficit de B12 fueron infectados con M. tuberculosis, mostraron menor patología al compararlos con los animales que muestran niveles óptimos de vitamina. Esto demuestra un antagonismo entre la deficiencia de B12 y la tuberculosis, algo que fue sugerido en un artículo histórico publicado en 1933, y que investigadores de la Universidad de Zaragoza han demostrado molecularmente 91 años después.
En un intento por demostrar que las bacterias de la tuberculosis han perdido la capacidad de sintetizar esta vitamina durante su evolución, los investigadores se remontaron al ancestro más antiguo que se conoce de estas bacterias, llamado M. canettii. Sorprendentemente, M. canettii es capaz de sintetizar B12, y la infección de ratones con M. canettii no arrojó diferencias en la patogenia independientemente de los niveles de B12 de los ratones infectados. Fue entonces cuando los investigadores utilizaron sus más de 20 años de experiencia en ingeniería genética para eliminar la capacidad de sintetizar B12 en M. canettii, y la bacteria resultante mostró una dependencia de la B12 en nuestro modelo ratón equivalente a la de M. tuberculosis. Estos resultados demuestran que las bacterias que hoy causan la tuberculosis han evolucionado durante miles de años para prescindir de la síntesis de B12, ya que ésta sería aportada por su hospedador humano.
Este trabajo nos recuerda también al antagonismo entre la anemia falciforme y el parásito que causa la malaria. Otras bacterias como Salmonella o Yersinia causantes de la fiebre tifoidea o la peste bubónica, respectivamente, también podrían utilizar este mecanismo de dependencia de la B12 de sus hospedadores.
Enlace a la publicación: https://www.nature.com/articles/s41467-024-46449-8
Autores de la Universidad de Zaragoza: Elena Campos-Pardos, Santiago Uranga, Ana Picó, Ana Belén Gómez y Jesús Gonzalo-Asensio
Se adjuntan imágenes de los investigadores Jesús Gonzalo Asensio y Elena Campos Pardos, del Grupo de Genética de Micobacterias de la Universidad de Zaragoza.
