La “superbacteria resistente“, Acinetobacter baumannii, ha sido durante mucho tiempo un motivo de preocupación en el sector salud. Su capacidad para adaptarse rápidamente y resistir las terapias convencionales ha causado estragos en los hospitales de todo el mundo. Un estudio nos ofrece una visión profunda de cómo este microorganismo se transforma en un patógeno letal.
En términos sencillos
La “superbacteria hospitalaria“, Acinetobacter baumannii, es un gran problema para la salud, ya que provoca miles de infecciones al año. Un estudio de la Universidad Goethe de Frankfurt y el Centro LOEWE para la Genómica Traslacional de la Biodiversidad (LOEWE–TBG)[1] muestra cómo esta bacteria se adapta a diferentes ambientes, especialmente en los hospitales.
La investigación revela que las bacterias pueden cambiar sus propios genes para obtener características nuevas, como la resistencia a los medicamentos que normalmente las matarían. El estudio, realizado por un equipo en Frankfurt, se centró en unas estructuras parecidas a pelos, llamadas pili tipo IVa (T4A), que las bacterias usan para interactuar con su entorno. Estos descubrimientos podrían ser muy importantes para crear nuevos tratamientos personalizados contra A. baumannii.
Puntos a destacar
- Más de 670 mil personas en Europa enferman cada año a causa de patógenos resistentes a los antibióticos.
- La bacteria Acinetobacter baumannii es resistente a múltiples antibióticos.
- Los bioinformáticos han desarrollado un método para rastrear la modificación de proteínas a lo largo de un linaje evolutivo.
- Los pili tipo IVa (T4A) han adquirido nuevas características asociadas con la patogenicidad durante la evolución.
- Los diferentes tipos de pili T4A pueden determinar cómo interactúa el patógeno con su entorno.
- El estudio sugiere que podría ser posible desarrollar terapias personalizadas que se adapten a una cepa específica del patógeno.
- Las bacterias pueden adquirir nuevas características modificando sus genes existentes.
- Es crucial mantener una higiene adecuada para evitar infecciones por A. baumannii.
El secreto de resistencia de la superbacteria hospitalaria Acinetobacter baumannii
La “superbacteria hospitalaria“, Acinetobacter baumannii, representa un grave riesgo para la salud, causando miles de infecciones cada año. En el estudio “El perfil filogenético consciente de la arquitectura característica indica una diversificación funcional de los pili tipo IVa en el patógeno nosocomial Acinetobacter baumannii“[1] se revela cómo este patógeno se adapta a nuevas condiciones ambientales, especialmente en entornos hospitalarios. Las investigaciones de los bioinformáticos dirigidos por el profesor Ingo Ebersberger de la Universidad Goethe de Frankfurt y el Centro LOEWE para la Genómica Traslacional de la Biodiversidad (LOEWE-TBG) muestran que las bacterias pueden modificar sus genes existentes para adquirir nuevas características, como la resistencia a los antibióticos.
El estudio del equipo de Frankfurt se enfocó en los apéndices de células similares a pelos, conocidos como pili tipo IVa (T4A), que utilizan las bacterias para interactuar con su entorno. Estos hallazgos podrían ser vitales para desarrollar nuevas terapias personalizadas contra A. baumannii.
El Desafío de Acinetobacter baumannii
Cada año, más de 670 mil personas en Europa se enferman debido a patógenos resistentes a los antibióticos. De estas, 33 mil sucumben a las infecciones. Uno de los principales culpables es Acinetobacter baumannii, una bacteria temida por su resistencia a múltiples, y a veces, todos los antibióticos conocidos. Actualmente, se le conoce como la ”superbacteria hospitalaria”, atribuyéndole hasta el 5% de todas las infecciones hospitalarias y el 10% de las infecciones bacterianas con resultado de muerte.
Identificando Características Patogénicas
Entender qué hace de A. baumannii un patógeno letal es crucial para desarrollar nuevas terapias. Con este fin, los bioinformáticos liderados por el profesor Ingo Ebersberger de la Universidad Goethe de Frankfurt están comparando los genomas y las proteínas codificadas en diferentes cepas de Acinetobacter. Las conclusiones sobre qué genes contribuyen a la patogenicidad se extraen principalmente de las diferencias entre cepas peligrosas e inofensivas.
Más Allá de la Genómica Comparativa
Hasta ahora, los estudios se han concentrado en si un gen está presente en una cepa bacteriana o no. Sin embargo, esto pasa por alto el hecho de que las bacterias pueden adquirir nuevas características modificando los genes existentes y, por lo tanto, también las proteínas codificadas por ellos. Por esta razón, el equipo de Ebersberger ha desarrollado un método bioinformático para rastrear la modificación de proteínas a lo largo de un linaje evolutivo.
El Papel de los Pili Tipo IVa (T4A)
Los investigadores se centraron en los apéndices de células similares a pelos, conocidos como pili tipo IVa (T4A). Estos son prevalentes en las bacterias y son utilizados para interactuar con su entorno. El hecho de que estén presentes en bacterias inofensivas e identificados como factor clave para la virulencia de algunos patógenos sugiere que los pili T4A han adquirido nuevas características asociadas con la patogenicidad durante la evolución.
Diversidad dentro del Patógeno
El equipo pudo demostrar que la proteína ComC, que se encuentra en la punta de los pili T4A resulta ser esencial para su función, muestra notables cambios dentro del grupo de cepas patógenas de Acinetobacter. Incluso diferentes cepas de A. baumannii tienen variantes diferentes de esta proteína. Esto sugiere que las cepas bacterianas que difieren en términos de sus pili T4A también interactúan de manera diferente con su entorno.
En Búsqueda de Nuevas Terapias
Este conocimiento podría ser fundamental para mejorar el tratamiento de las infecciones por A. baumannii. Basándose en estos resultados, podría ser posible desarrollar terapias personalizadas adaptadas a una cepa específica del patógeno. Sin embargo, el estudio también revela algo más: los estudios previos sobre la genómica comparativa de A. baumannii probablemente solo han revelado “la punta del iceberg“. “Nuestro enfoque ha recorrido un largo camino para resolver la búsqueda de posibles componentes que caracterizan a los patógenos”, concluye Ebersberger.
Notas
Expertos en salud pública
- A. baumannii se adapta rápidamente a nuevas condiciones ambientales.
- Existe una necesidad urgente de desarrollar nuevas terapias contra A. baumannii.
Personal sanitario
- Es vital identificar y tratar las infecciones por A. baumannii lo antes posible.
- Los nuevos hallazgos pueden conducir al desarrollo de terapias personalizadas.
Glosario
- Bioinformático: Experto en el uso de tecnología para entender y analizar datos biológicos.
- Genoma: Conjunto completo de genes o material genético presente en una célula u organismo.
- Microbiología: Rama de la ciencia que estudia los microorganismos.
- Patógeno: Microorganismo que puede causar enfermedad.
- Proteína: Molécula grande necesaria para la estructura y funcionamiento del cuerpo.
Referencias
- Ruben Iruegas,Katharina Pfefferle,Stephan Göttig,Beate Averhoff,Ingo Ebersberger; Feature architecture aware phylogenetic profiling indicates a functional diversification of type IVa pili in the nosocomial pathogen Acinetobacter baumannii; PLOS GENETICS; Publicado el 27 de julio de 2023; DOI: 10.1371/journal.pgen.1010646; Disponible en el URL: https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1010646
Revealing the Secret of Resistance in the Hospital Superbug Acinetobacter baumannii
The “resistant superbug,” Acinetobacter baumannii, has long been a cause for concern in the healthcare sector. Its ability to rapidly adapt and resist conventional therapies has wreaked havoc in hospitals worldwide. A study provides us with an in-depth understanding of how this microorganism transforms into a lethal pathogen.
In simple terms
The hospital superbug, Acinetobacter baumannii, is a major health problem, causing thousands of infections each year. A study conducted by the Goethe University Frankfurt and the LOEWE Center for Translational Biodiversity Genomics (LOEWE-TBG) reveals how this bacterium adapts to different environments, especially in hospitals.
The research reveals that bacteria can change their own genes to acquire new characteristics, such as resistance to drugs that would normally kill them. The study, conducted by a team in Frankfurt, focused on hair-like structures called type IVa pili (T4A), which bacteria use to interact with their environment. These findings could be highly significant in creating new personalized treatments against A. baumannii.
Key points
- Over 670,000 people in Europe fall ill each year due to antibiotic-resistant pathogens.
- The bacterium Acinetobacter baumannii is resistant to multiple antibiotics.
- Bioinformaticians have developed a method to track protein modification throughout an evolutionary lineage.
- Type IVa pili (T4A) have acquired new characteristics associated with pathogenicity during evolution.
- Different types of T4A pili can determine how the pathogen interacts with its environment.
- The study suggests that it could be possible to develop personalized therapies tailored to a specific strain of the pathogen.
- Bacteria can acquire new characteristics by modifying their existing genes.
- Proper hygiene is crucial to prevent A. baumannii infections.
The Secret of Resistance in the Hospital Superbug Acinetobacter baumannii
The hospital superbug, Acinetobacter baumannii, poses a serious health risk, causing thousands of infections each year. The study “Conscious phylogenetic profiling of characteristic architecture indicates functional diversification of type IVa pili in the nosocomial pathogen Acinetobacter baumannii”[1] reveals how this pathogen adapts to new environmental conditions, especially in hospital settings. Research conducted by bioinformaticians led by Professor Ingo Ebersberger from the Goethe University Frankfurt and the LOEWE Center for Translational Biodiversity Genomics (LOEWE-TBG) shows that bacteria can modify their existing genes to acquire new characteristics, such as antibiotic resistance.
The Frankfurt team’s study focused on hair-like cell appendages called type IVa pili (T4A), which bacteria use to interact with their environment. These findings could be vital in developing new personalized therapies against A. baumannii.
The Challenge of Acinetobacter baumannii
Each year, over 670,000 people in Europe become ill due to antibiotic-resistant pathogens. Of these, 33,000 succumb to infections. One of the main culprits is Acinetobacter baumannii, a bacterium feared for its resistance to multiple, and sometimes all known antibiotics. It is currently known as the “hospital superbug,” attributing it to up to 5% of all hospital-acquired infections and 10% of bacterial infections resulting in death.
Identifying Pathogenic Characteristics
Understanding what makes A. baumannii a lethal pathogen is crucial for developing new therapies. To this end, bioinformaticians led by Professor Ingo Ebersberger from the Goethe University Frankfurt are comparing the genomes and encoded proteins in different strains of Acinetobacter. Conclusions about which genes contribute to pathogenicity are primarily drawn from differences between dangerous and harmless strains.
Beyond Comparative Genomics
So far, studies have focused on whether a gene is present in a bacterial strain or not. However, this overlooks the fact that bacteria can acquire new characteristics by modifying existing genes and, therefore, the proteins encoded by them. For this reason, the Ebersberger team has developed a bioinformatic method to track protein modification throughout an evolutionary lineage.
The Role of Type IVa Pili (T4A)
Researchers focused on hair-like cell appendages known as type IVa pili (T4A). These are prevalent in bacteria and are used to interact with their environment. The fact that they are present in harmless bacteria and identified as a key factor for the virulence of some pathogens suggests that T4A pili have acquired new characteristics associated with pathogenicity during evolution.
Diversity within the Pathogen
The team was able to demonstrate that the protein ComC, found at the tip of T4A pili, turns out to be essential for their function and shows notable changes within the group of pathogenic Acinetobacter strains. Even different strains of A. baumannii have different variants of this protein. This suggests that bacterial strains that differ in terms of their T4A pili also interact differently with their environment.
In Search of New Therapies
This knowledge could be crucial in improving the treatment of A. baumannii infections. Based on these results, it could be possible to develop personalized therapies tailored to a specific strain of the pathogen. However, the study also reveals something else: previous studies on comparative genomics of A. baumannii have likely only revealed “the tip of the iceberg.” “Our approach has come a long way in unraveling the search for potential components that characterize pathogens,” concludes Ebersberger.
Notes
Public health experts
- A. baumannii rapidly adapts to new environmental conditions.
- There is an urgent need to develop new therapies against A. baumannii.
Healthcare personnel
- It is vital to identify and treat A. baumannii infections as soon as possible.
- The new findings may lead to the development of personalized therapies.
Glossary
- Bioinformatician: Expert in using technology to understand and analyze biological data.
- Genome: Complete set of genes or genetic material present in a cell or organism.
- Microbiology: Branch of science that studies microorganisms.
- Pathogen: Microorganism that can cause disease.
- Protein: Large molecule necessary for the structure and functioning of the body.
