Nueva microscopía para observar infecciones bacterianas

Conocer a fondo cómo las bacterias infectan las células es crucial para prevenir numerosas enfermedades humanas.

En lo que constituye un avance crucial de la microscopia, se ha descubierto recientemente un nuevo modo de estudiar moléculas dentro de su entorno natural. Este nuevo enfoque podría ser la clave para conocer al detalle el complejo proceso por el que las bacterias infectan a las personas.

Hasta ahora, los enfoques tradicionales para estudiar los procesos de infección se han centrado en observar las células implicadas o bien las moléculas individuales dentro de ellas. El equipo de Leo Brady, Mumtaz Virji y Massimo Antognozzi, de la Universidad de Bristol, ha desarrollado una nueva estrategia para conciliar estos enfoques hasta ahora diferentes y virtualmente incompatibles.

El equipo ha probado su estrategia estudiando con ella a la Moraxella catarrhalis, una bacteria común que a menudo causa infecciones del oído medio en niños.

Durante muchos años, los científicos han abordado desde el enfoque de la medicina molecular la tarea de investigar las infecciones causadas por esta bacteria. El modo habitual de trabajar ha sido aislar y estudiar las proteínas de la superficie de la célula de la Moraxella que inician la infección.

Una de las proteínas clave es la UspA1. Sin embargo, como con la mayoría de los enfoques de la medicina molecular, el modelo de esa proteína se ha basado en estudios de la proteína UspA1 en aislamiento, en lugar de en su entorno natural en la superficie bacteriana. Una preocupación común en los científicos del campo biomédico es hasta qué punto los modelos de las proteínas bacterianas aisladas reflejan la realidad de esas pequeñas moléculas cuando están integradas en la célula bacteriana.


Conocer de manera fidedigna las complejas interacciones de las moléculas individuales dentro del abarrotado y dinámico medio celular es crucial para dilucidar el motivo por el que muchos medicamentos que parecían prometedores no acaban cumpliendo con las expectativas que levantaron.

Tomando como punto de partida una nueva variedad de microscopio de fuerza atómica, conocida como Microscopio de Fuerza Molecular Lateral, el equipo ha conseguido diseñar una versión de este instrumento optimizada para medir los fenómenos biológicos de interés, como los cambios en la UspA1, directamente en la superficie de la célula de Moraxella. El resultado es una máquina que puede medir fuerzas y cambios moleculares muy sutiles en moléculas individuales directamente sobre la superficie de una célula viva.

En el estudio sobre la Moraxella, este desarrollo ha permitido al equipo de investigación correlacionar el intrincado nivel atómico de detalle de la UspA1, obtenido por cristalografía de rayos X en fragmentos aislados de la proteína, con sutiles cambios físicos de la célula bacteriana (que previamente eran inobservables) a medida que se enlaza a células humanas y las infecta.