Una nueva investigación descubre los mecanismos de los efectos letales de la toxina del cólera

E.P.

Comprender este nuevo mecanismo de acción del cólera también podría tener implicaciones importantes para otros trastornos en la función de la barrera intestinal como la enfermedad de Crohn, la colitis y la enfermedad celiaca

Dos grupos de científicos de la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos trabajaron con modelos experimentales y células intestinales humanas en cultivo para estudiar la toxina del cólera, producida por la bacteria 'Vibrio cholerae' altamente infecciosa. Estos expertos descubrieron que la toxina ejerce algunos de sus efectos devastadores mediante la reducción de la administración de proteínas a uniones moleculares que normalmente actúan como un adhesivo para mantener las células intestinales juntas en el revestimiento exterior del intestino.
Sus hallazgos, publicados en Cell Host & Microbe, podrían guiar el desarrollo de nuevas terapias contra esta enfermedad mortal que amenaza a millones de personas en los países en vías de desarrollo de todo el mundo que viven en zonas con malas condiciones sanitarias, con agua procedente de suministros frecuentemente contaminados por la bacteria del cólera.
La peor epidemia de cólera en la historia reciente se produjo después del terremoto de 2010 en Haití, provocando la muerte a más de 7.900 personas y la hospitalización de cientos de miles de personas en Haití y en la vecina República Dominicana.
"Hemos descubierto un mecanismo por el que la toxina del cólera rompe uniones que normalmente forman las células epiteliales intestinales de forma conjunta en una estrecha lámina, que actúa como una barrera entre el organismo y el contenido intestinal", explicó Ethan Bier, profesor de Biología en la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos, que dirigió uno de los dos equipos. "Como consecuencia de estas uniones celulares debilitadas, los iones de sodio y agua pueden escapar entre las células y vaciarse en el intestino", añadió.
El estudio se basa en investigación publicada hace décadas cuando se descubrió que la toxina del cólera causa el exceso de producción de AMP cíclico (cAMP) en las células epiteliales que recubren el intestino.
"Los altos niveles de cAMP activan una proteína llamada canal CFTR que permite a los iones de cloruro con carga negativa salir de las células epiteliales intestinales en el intestino", dijo Victor Nizet, profesor de Pediatría y Farmacia en la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego, quien encabezó el otro equipo.
"A través de principios fisiológicos básicos conocidos como neutralidad eléctrica y equilibrio osmótico, estos iones de cloruro secretados van acompañados de los iones de sodio cargados positivamente y agua; todo ello conduce a una pérdida profusa de sal y agua en las heces diarreicas", agregó.
El mecanismo molecular por el cual este enorme flujo de sodio y agua en el intestino se produce como resultado de la toxina del cólera, seguía siendo un misterio hasta que Annabel Guichard, investigadora que trabaja en el laboratorio de Bier y autora principal del artículo, realizó experimentos que encabezaron la colaboración de los dos grupos.
Los investigadores de la Universidad de California en San Diego encontraron que la toxina del cólera actúa mediante dos mecanismos completamente diferentes, pero cooperando para producir diarrea. Además de aumentar el flujo de salida de los iones de cloruro a través del canal CFTR, debilita uniones celulares para permitir una rápida salida de contrapeso de iones de sodio y de agua entre las células.
Los científicos demostraron que muchos de los efectos de la toxina del cólera en el intestino podrían ser revertidos por manipulaciones genéticas que refuerzan la entrega de proteínas a estas uniones.
"El desarrollo de fármacos que imiten las manipulaciones genéticas realizadas en nuestro estudio puede ayudar a restaurar la integridad de la barrera intestinal dañada, destacó Guichard.