El estreptococo, un patógeno bacteriano que causa faringitis estreptocócica y otras enfermedades, se oculta en fragmentos de glóbulos rojos para evadir la detección por parte del sistema inmunitario del huésped, según ha descubierto una investigación publicada en la revista ‘Cell Reports’.

Investigadores de la Universidad de California en San Diego (Estados Unidos) han encontrado que el estreptococo del grupo A (GAS) produce una proteína previamente no caracterizada, llamada proteína S, que se une a la membrana de los glóbulos rojos para evitar ser engullida y destruida por las células inmunes fagocíticas. Al armar el GAS con esta forma de camuflaje inmune, la proteína S mejora la virulencia bacteriana y disminuye la supervivencia en los modelos experimentales infectados.

“Nuestro estudio describe un mecanismo completamente nuevo para la evasión inmune –explica el autor correspondiente David González, de la Universidad de California en San Diego–. Creemos que el descubrimiento de este factor de virulencia previamente ignorado, la proteína S, tiene amplias implicaciones para el desarrollo de tratamientos contra el GAS”.

El GAS es un patógeno humano específico que puede causar muchas infecciones diferentes, desde enfermedades menores hasta enfermedades muy graves y mortales. Algunas de estas afecciones incluyen faringitis estreptocócica, escarlatina, impétigo, o síndrome de shock tóxico.

Se estima que 700 millones de infecciones ocurren en todo el mundo cada año, lo que resulta en más de medio millón de muertes. A pesar de la investigación activa, hasta ahora sigue siendo complicado conseguir una vacuna.
Hasta la fecha, la penicilina sigue siendo un fármaco primario de elección para combatir las infecciones por GAS. Pero la tasa de fracasos del tratamiento con penicilina ha aumentado a casi el 40% en ciertas regiones del mundo.

“Debido a la alta prevalencia de infección por GAS y la disminución de la eficacia del conjunto disponible de tratamiento, es fundamental investigar enfoques alternativos contra la infección por GAS”, señala González.

Un enfoque alternativo es desarrollar nuevas terapias contra la virulencia. Para evitar el control del sistema inmune, GAS expresa una amplia variedad de moléculas llamadas factores de virulencia para facilitar su supervivencia durante la infección. Pero la función de muchas de estas proteínas sigue siendo desconocida, lo que dificulta el desarrollo de intervenciones farmacológicas alternativas para combatir la resistencia generalizada a los antibióticos.

Para abordar esta brecha en el conocimiento, González y los coautores Igor Wierzbicki y Anaamika Campeau, de la Universidad de California, utilizaron una técnica basada en nanotecnología llamada virulómica biomimética para identificar proteínas que son secretadas por GAS y se unen a los glóbulos rojos.

Este enfoque reveló una proteína previamente no caracterizada, que los investigadores llamaron proteína S, porque este tipo de proteína se limita a los miembros del género ‘Streptococcus’.

Los investigadores descubrieron que una cepa bacteriana mutante que carecía de proteína S era menos capaz de crecer en la sangre humana y menos capaz de unirse a los glóbulos rojos, en comparación con la cepa no mutada. La cepa mutante también fue capturada y eliminada más fácilmente por los macrófagos y neutrófilos.

Además, la ausencia de proteína S modificó enormemente el panorama de proteínas bacterianas, disminuyendo la abundancia de muchos factores de virulencia conocidos.

Además, el modelo infectado con células GAS recubiertas con glóbulos rojos mostró una tasa de mortalidad del 90%, en comparación con los 40% de los infectados con células GAS no recubiertas. La infección con células GAS recubiertas también causó una disminución más rápida del peso corporal.

“Estos hallazgos sugieren que la proteína S capta las membranas de los glóbulos rojos para la imitación molecular, o la imitación de las moléculas del huésped, para evadir la respuesta inmune”, dice González.

Experimentos adicionales mostraron que la infección con GAS causó una disminución progresiva en el peso corporal y una tasa de mortalidad del 90%. Por el contrario, todos los infectados con GAS mutante que carece de proteína S sobrevivieron a la infección, y su peso corporal se estabilizó y permaneció constante después de un ligero descenso inicial.

La infección con GAS mutante también resultó en una menor concentración de bacterias en el torrente sanguíneo y los órganos, y promovió una respuesta inmune fuerte y memoria inmunológica.

“Tomados en conjunto, los resultados sugieren que la inactivación de la función de la proteína S hace que el GAS sea vulnerable a la inmunidad del huésped –apunta González–. La proteína S influye en la virulencia al capturar las membranas de los glóbulos rojos para ocultar la superficie de las células bacterianas, lo que permite a las bacterias eludir la inmunidad del huésped. Este novedoso mecanismo de evasión puede ser el objetivo de las terapias antiestreptocócicas”.

Actualmente, González y su equipo están examinando el mecanismo por el cual la proteína S se une a los glóbulos rojos. También están estudiando el papel que juega la proteína S en otros patógenos humanos importantes, como ‘Streptococcus pneumoniae’, que causa neumonía y otras enfermedades, así como ‘Streptococcus’ del Grupo B o ‘S. agalactiae’, una bacteria que es una causa común de infecciones graves en recién nacidos durante la primera semana de vida.

“Debido a su papel fundamental en la patogénesis y la evasión inmune, y su naturaleza conservada en estreptococos, la proteína S muestra un potencial clínico prometedor como objetivo para el desarrollo de intervenciones farmacológicas contra la virulencia”.