Apoptososis. Muerte programada

NOTICIAS DE LA CIENCIA Y LA TECNOLOGIA
Vol. I, No. 149
Miércoles, 4 de Junio de 2003

-SISTEMAS DE CONTENCION BIOLOGICA PARA MICROORGANISMOS TRANSGENICOS:
Un equipo de investigadores ha resuelto la estructura de uno de los complejos
toxina/antitoxina (T/A) de un tipo de bacterias, lo que permitirá
comprender cómo estas bacterias desencadenan su muerte programada.

Esto abre la posibilidad de diseñar sistemas de contención biológica,
destinados al control de bacterias en la empresa farmacéutica y
alimentaria, o para evitar que microorganismos genéticamente modificados
proliferen y se liberen al ecosistema. El objetivo de los investigadores,
ahora, es aplicar esta biotecnología junto a empresas del sector.

Uno de los riesgos de la biotecnología es que los microorganismos
manipulados para conseguir objetivos concretos (bacterias “comedoras” de
hidrocarburos, por ejemplo) se liberen al medio ambiente, dispersando así
genes que pueden resultar perjudiciales para el resto del ecosistema. Los
sistemas de contención biológica como los basados en mecanismos de muerte
celular programada o apoptosis sirven precisamente para evitar eso.

Investigadores del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC y del
Institut für Kristallograhie de la Freie Universität Berlin han
identificado la estructura de la toxina/antitoxina (T/A) que producen
algunas bacterias y que activa el mecanismo de muerte programada cuando la
síntesis de macromoléculas ha sido defectuosa. Es, de alguna forma, un
mecanismo natural de control para garantizar el éxito de la proliferación
bacteriana hasta que las condiciones sean más favorables y que, modulado
adecuadamente, puede destinarse a la contención biológica.

Las aplicaciones para los mecanismos de contención biológica, explica Juan
Carlos Alonso, investigador del CNB, son amplias y van desde los sectores
farmacéutico o medioambiental, hasta el alimentario, aunque de momento los
investigadores del CNB se centran en la contención biológica de bacterias
Gram positivas.

Una vez identificada la diana que puede causar la muerte de la bacteria,
se trata de modular el mecanismo y escoger qué señal debe disparar la
acción de la toxina ante determinadas circunstancias.

En la producción de quesos, por ejemplo, explica Alonso, a veces penetran
virus bacterianos (fagos) en el fermentador, infectando a las bacterias.
Los fagos se amplifican e infectan nuevas células y así destruyen en cadena
las bacterias responsables de la fermentación. Las perdidas económicas
resultantes pueden ser considerables. Una forma de evitarlo sería hacer que
la toxina se activara al detectar la bacteria la entrada del virus. “Al
activarse la muerte de la bacteria cuando entra el fago, éste también muere
y se evita su amplificación y propagación”.

Otra aplicación interesante es la inactivación de bacterias productoras de
fármacos. En la producción de lisozima, por ejemplo, las bacterias
productoras están en bio-reactores a la temperatura de 37 grados C. En este
caso, explica Alonso, la señal de síntesis de la toxina podría ser el
descenso de temperatura, de forma que al extraer las bacterias del
bio-reactor y “detectar” una temperatura ambiental inferior, se
sintetizaría la toxina. Este mecanismo ahorraría el proceso de
esterilización, necesario para destruir este residuo biológico, y
minimizaría riesgos ambientales.

Estos resultados, publicados a principios de año en la revista Proceedings
of the National Academy of Sciences (PNAS), abren la posibilidad de adaptar
este sistema de contención biológica a la medida de cada necesidad. Ha sido
un resultado paralelo a la línea principal, porque el grupo que dirige de
J. C. Alonso, que integra científicos del CSIC y la Universidad Autónoma de
Madrid, trabaja sobre todo en la búsqueda de dianas para la identificación
de nuevos antibióticos. “De los sistemas conocidos de contención
biológica”, detalla Alonso, “éste es el único, hasta el momento, del cual
se conoce la estructura del complejo T/A”. (R+D CSIC)

Información adicional en:
http://www.cnb.csic.es/