El desafío de las bacterias persistentes en la enfermedad de Crohn
Entender cómo ciertas bacterias evaden tratamientos en condiciones crónicas.
Valeria Pérez-Villalobos, Roberto Vidal, Marcela A. Hermoso, Paula Bustamante
― 6 minilectura
Tabla de contenidos
- ¿Quiénes Son las Células Persistentes?
- Enfermedad de Crohn y Bacterias: Una Asociación No Deseada
- El Dilema de los Antibióticos
- La Astucia de AIEC
- Probando a los Supervivientes
- Los Plásmidos Misteriosos
- El Salvaje Mundo de las Cepas de AIEC
- ¿Está Esto Encendido?
- ¿Cuál Es el Trato con HtrA?
- El Papel Sneaky de las Mutaciones
- Resumiendo
- Fuente original
Las enfermedades crónicas a menudo pueden parecer una batalla interminable. Una de las razones de esto es el comportamiento sigiloso de ciertas bacterias que parecen tener un interruptor de encendido y apagado para sus síntomas. En lugar de reinfectarse, la gente podría estar enfrentando una recaída, como una serie de Netflix que sigue sacando nuevas temporadas que nadie pidió. Entre estas bacterias están las notorias Células Persistentes.
¿Quiénes Son las Células Persistentes?
Las células persistentes son bacterias que ralentizan su crecimiento o entran en un tipo de modo de hibernación. Imagina a un niño que se niega a levantarse de la cama en una mañana de escuela; todavía está ahí, pero no está exactamente activo. Estas células pueden sobrevivir en condiciones difíciles, incluyendo tratamientos con Antibióticos, porque no reaccionan de la misma manera que sus amigos más enérgicos. Puede que no sean los fiesteros, pero saben cómo quedarse cuando las cosas se ponen difíciles.
Enfermedad de Crohn y Bacterias: Una Asociación No Deseada
Ahora, hablemos de un tipo específico de bacteria llamada E. coli adherente-invasiva (AIEC). Estos pequeños bichos son más comunes en personas que sufren de la enfermedad de Crohn, una condición que provoca inflamación crónica en el tracto digestivo. La AIEC tiene un talento para pegarse e invadir las células en nuestros intestinos, como un invitado no deseado que simplemente no quiere irse de la fiesta. Cuando la AIEC se cuela, podemos acabar lidiando con recaídas inflamatorias, que son tan bienvenidas como un sándwich empapado en un picnic.
El Dilema de los Antibióticos
Los doctores suelen usar antibióticos como ciprofloxacina y metronidazol para tratar la enfermedad de Crohn. Aunque estos medicamentos pueden ser efectivos, es un poco como intentar quitar una mancha rebelde de tu camisa con una sola servilleta- a veces, necesitas esforzarte más. La investigación ha mostrado que estos tratamientos pueden ayudar, pero no siempre hacen el trabajo.
La Astucia de AIEC
La parte más traicionera de AIEC es que puede presentarse de varias formas. Cuando los investigadores miraron varias cepas de AIEC, encontraron que se comportaban de manera bastante diferente al enfrentarse a antibióticos. Por ejemplo, una cepa, NRG857c, demostró ser mucho mejor en sobrevivir al asalto de antibióticos que otra cepa conocida como LF82. Es como descubrir que un superhéroe puede resistir a todos los villanos mientras que otro superhéroe lucha contra un simple corte de papel.
Probando a los Supervivientes
Los investigadores pusieron a estas bacterias a prueba, exponiéndolas a ciprofloxacina y observando cuántas sobrevivieron después de un tiempo determinado. NRG857c logró aferrarse a la vida mucho mejor que LF82, como un gato que siempre cae de pie sin importar lo alto que caiga. Incluso cuando las condiciones se pusieron difíciles, NRG857c no pareció perder sus habilidades de supervivencia, convirtiéndose en un pequeño sobreviviente robusto.
Los Plásmidos Misteriosos
Ahora, hablemos de algo llamado plásmidos, que son trozos extra de ADN que las bacterias a veces llevan, como una mochila de herramientas de supervivencia. NRG857c tiene un plásmido llamado pO83_CORR, que es conocido por darle un impulso contra los antibióticos. Sin embargo, los investigadores encontraron que podían quitar este plásmido y NRG857c aún funcionaba igual de bien en el juego de supervivencia. Es como descubrir que el superhéroe en realidad no necesitaba todos sus gadgets para salvar el día.
El Salvaje Mundo de las Cepas de AIEC
Cuando los investigadores ampliaron su enfoque a otros aislados clínicos de AIEC, encontraron una gama completa de niveles de persistencia. Algunas cepas resistieron bastante bien a los antibióticos, mientras que otras flaquearon. Quedó claro que AIEC no es una historia de talla única. Diferentes cepas mostraron diferentes habilidades para esquivar antibióticos, lo cual es un poco preocupante-como darse cuenta de que el perro de tu vecino ladra a todo, pero el gato de tu vecino es sorprendentemente silencioso.
¿Está Esto Encendido?
Curiosamente, cuando los investigadores presentaron estas bacterias a macrófagos-células que normalmente trabajan duro para comerse las bacterias no deseadas-descubrieron que NRG857c no parecía cambiar en absoluto en términos de supervivencia. Mientras que otras cepas vieron un aumento en sus células persistentes cuando se enfrentaron a estas células inmunitarias, NRG857c se mantuvo firme, casi como un niño obstinado que se niega a comer sus verduras.
¿Cuál Es el Trato con HtrA?
HtrA es una proteasa, lo que significa que ayuda a las bacterias a sobrevivir descomponiendo ciertas proteínas. Los investigadores tenían curiosidad si esta proteína jugaba un papel en la capacidad de persistencia de NRG857c. Desactivaron el gen htrA, pensando que podría ser la clave de la supervivencia, pero la persistencia de las bacterias no cambió. Así que, aunque esta pequeña proteína es importante para algunas cosas, no es la salsa secreta de NRG857c.
El Papel Sneaky de las Mutaciones
Puede que hayas oído hablar de algo llamado mutaciones hipA, que son conocidas por darle a las bacterias un alto nivel de persistencia. Mientras los investigadores esperaban encontrar estas mutaciones en NRG857c, se quedaron vacíos. Parece que NRG857c prefiere depender de su propio conjunto de trucos en lugar de las tácticas habituales. Esto planteó una gran pregunta: si no es hipA, ¿qué hace que NRG857c se mantenga?
Resumiendo
En conclusión, el mundo de las bacterias AIEC es complicado y diverso. La investigación destaca el comportamiento sigiloso de NRG857c y su capacidad para persistir incluso bajo tratamiento con antibióticos. Aunque vemos diferentes niveles de persistencia entre varias cepas, está claro que se necesita más investigación para profundizar en los mecanismos que permiten que algunas bacterias prosperen mientras que otras no. Si algo, esto muestra que las bacterias tienen trucos bajo la manga, y entender estos trucos podría ayudar a combatir enfermedades crónicas de manera más efectiva.
Así que la próxima vez que escuches sobre células persistentes, sabe que son como pequeños ninjas escondidos en tu cuerpo-tranquilos, pacientes y listos para causar problemas cuando menos lo esperas.
Título: Persistence phenotype of adherent-invasive Escherichia coli in response to ciprofloxacin, revealing high-persistence strains
Resumen: Persister cells correspond to a bacteria subpopulation able to survive antibiotic treatments and are thought to contribute to chronicity and symptom relapse of chronic diseases. Crohns disease (CD) is a multifactorial chronic inflammatory condition of the gastrointestinal tract, and adherent-invasive Escherichia coli (AIEC) has emerged as a key contributor to its pathogenesis. AIEC can survive, replicate, and produce persister cells within macrophages; however, out of the LF82 reference strain, a lack of knowledge of the persistence phenotype and its variability among AIEC strains is lacking. Here, two AIEC reference strains were analyzed after ciprofloxacin challenge, a fluoroquinolone antibiotic common in CD treatments. Four clinical isolates with an AIEC phenotype and five different E. coli pathotypes were also analyzed. We investigated the roles of the resident antibiotic resistance plasmid and the stress response protein HtrA, along with macrophage-induced persister formation. We observed a broad variability of persister cell formation capability among AIEC strains. Remarkably, the reference NRG857c strain showed a threatening high-persistence phenotype, with persistence levels higher than LF82 (65-fold) and some AIEC clinical isolates. The resident antibiotic resistance plasmid and the stress protein HtrA were dispensable for the NRG857c persistence phenotype. Among E. coli pathotypes, only EPEC showed persistence levels comparable to NRG857c, while other pathotypes resembled the lower persistence levels of LF82. Macrophage internalization did not increase NRG857c persister fraction, opposite to the LF82 behavior. Overall, our findings show that variable persistence phenotypes are found among AIEC. Opposite to LF82, NRG857c is a high-persistence strain, and this characteristic is shared with one AIEC clinical isolated and the EPEC reference strain. Undoubtedly, bacterial persistence should be considered in CD antibiotic treatments, especially with the feasible presence of AIEC high-persistence strains. Author SummaryAdherent-invasive Escherichia coli (AIEC) are common bacteria found in Crohns disease patients and recognized to survive within macrophages. The reference strain LF82 is known to form persistent cells, an enigmatic subpopulation of cells able to survive antibiotic treatments and thought to contribute to chronicity and symptoms relapses of chronic diseases. However, out of LF82, there is a lack of knowledge on AIEC persister cell formation, as well as the genetic factors contributing to this phenotype. In this study, it was observed a that the persistence phenotype was variable among both AIEC strains and E. coli pathotypes. Unlike LF82, the reference strain NRG857c displayed inherently high-persistence levels, regardless of whether it carries its native antibiotic resistance plasmid or the htrA and hipA genes. Notably, stress conditions within macrophages did not trigger increased persister cell formation in NRG857c. This study highlights the importance to decipher the role of AIEC persisters in ongoing Crohns disease, symptom relapses, and responses to antibiotic treatment, especially given the potential existence of high-persistence AIEC strains.
Autores: Valeria Pérez-Villalobos, Roberto Vidal, Marcela A. Hermoso, Paula Bustamante
Última actualización: 2024-11-05 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.05.622023
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.05.622023.full.pdf
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