Bacterias Gram positivas patógenas y el desarrollo de vacunas

Bacterias Gram positivas patógena y el desarrollo de vacunas (Universidad de Ciencias Agrícolas de Suecia) 

Las bacterias que estudiamos son Gram-positivas pertenecientes a los géneros  Staphylococcus  y  Streptococcus. Entre estas bacterias  son patógenos importantes que causan variedad de enfermedades tanto en animales como los seres humanos. El objetivo de la investigación ha sido estudiar posibles factores de virulencia de estas bacterias y su interacción con el huésped. Los factores nos hemos centrado en la superficie celular son proteínas solubles y bacterianas que interactúan específicamente con componentes de sistema principal como la matriz extracelular (ECM) o las proteínas plasmáticas. Estos tipos de interacciones se consideran como pasos cruciales para las bacterias en el proceso de infección.

La capacidad de estas bacterias para causar la enfermedad en el huésped se asume generalmente para ser complejo debido a varios factores de virulencia como la expresión de los receptores bacterianos de la superficie celular (adhesinas), polisacáridos capsulares, toxinas y enzimas que pueden degradar componentes de sistema principal en combinación con el estado de la host. La adhesión de las bacterias a los componentes de la ECM en sitios específicos o estructuras de las células huésped y los tejidos se considera que es importante en el proceso de infección. Esta interacción es dependiente de la unión entre las adhesinas del patógeno y ligandos de la host específico. Las bacterias también pueden producir proteínas que interactúan específicamente con componentes de sistema principal que participan en la defensa inmune y la cascada de la coagulación de la sangre, con lo que por ejemplo, evitar la fagocitosis y afectar el tejido infectado. La importancia relativa de una interacción particular puede variar dependiendo de diferentes factores como el lugar de la infección o el tipo o la etapa de la enfermedad. Muchas de las proteínas extracelulares de estas bacterias son multifuncionales en sus propiedades de unión que puede explicarse por su estructura característica. Por lo general, consisten en diversos ámbitos que podrían ser repetitivo. Por lo tanto el papel de una proteína individual no puede ser juzgado por considerar una propiedad de unión única seleccionada. Por lo tanto, es de importancia para estudiar estas proteínas a nivel molecular y también para ampliar los estudios en experimentos celulares y animales.

Ejemplo de diversas interacciones estreptocócicas con IgG atentar contra la defensa inmune. Las actividades de la endopeptidasa S. equi enzimas. IDEE y IdeE2, la actividad endoglycosides del EndoSe enzima y proteína unida cellsurface EAG que se une a la porción de Fc-IgG. 

Nuestro grupo ha durante muchos años, por métodos de biología molecular, estudiado adhesinas o proteínas secretadas a partir de estafilococos y estreptococos patógenos, que interactúan con diferentes proteínas ECM y de plasma. El objetivo es estudiar los mecanismos moleculares de las respectivas interacciones bacteriana / anfitriones y por las colaboraciones con otros grupos de investigación se extienden estos estudios en experimentos celulares y animales.

Investigación aplicada

Aunque nuestra actividad científica se puede describir como la ciencia básica también hay una parte aplicada, ya que es una fuerte demanda de la sociedad para el desarrollo de nuevos métodos de lucha contra las bacterias patógenas.

Durante los años hemos participado en varios proyectos destinados a desarrollar vacunas contra estafilococos patógenos y estreptococos. Los objetivos de estos proyectos fueron brevemente para desarrollar vacunas para proteger a los animales y los seres humanos contra diversas enfermedades causadas por estafilococos patógenos y estreptococos.

Proyectos específicos

Los estudios de los factores de virulencia de  Streptococcus equi  y  Streptococcus zooepidemicus

Durante muchos años hemos estudiado  Streptococcus equi  subespecie  equi  (S. equi) y subespecie  zooepidemicus  (S.zooepidemicus). Ambas subespecies están asociados con enfermedades en caballos donde  S. zooepidemicus  es el patógeno oportunista más frecuentemente aislado, causando wound-, infecciones uterine-, y trastornos de reproducción respiratory-.  Streptococcus zooepidemicus  puede ser aislado de diferentes animales y ocasionalmente de los seres humanos mientras que el  S. equi  se limita a los caballos que causan un grave y altamente contagiosa enfermedad respiratoria llamada estrangula.

En nuestros estudios hemos descrito diferentes factores de virulencia potenciales extracelulares de estas subespecies y estudiado las interacciones de estos factores con el anfitrión. Por colaboración con otros grupos de investigación también hemos ampliado nuestros estudios a los experimentos celulares y animales.

Vacuna contra paperas

Como no había vacuna segura y eficaz en el mercado contra paperas nosotros muchos años atrás comenzaron un proyecto de colaboración con el objetivo de desarrollar una nueva vacuna segura y eficaz contra estrangular basado en recombinante  S. equi  proteínas. Brevemente los resultados hasta ahora han sido muy prometedores y el proyecto ha desarrollado para una empresa novela llamada  Intervacc  AB, que es el proceso de llevar la vacuna en el mercado.

Ponis de montaña de Gales en la HTA utilizan en estudios de vacunación. Foto: Lars Frykberg

Ejemplo de vacunación y desafío experimentos en los caballos que utilizan una combinación de varias proteínas recombinantes (S. equi Septavacc). Modificado de Guss et al 2009 PLoS Pathog

Colaboraciones con otros grupos de investigación

En cuanto a los proyectos en los estreptococos que tenemos colaboraciones con otros grupos de investigación dirigidos por:

Prof. Jan-Ingmar Flock, Instituto Karolinska

Prof. Kristofer Rubin, de la Universidad de Lund

Prof. Gunnar Pejler, Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas

Dr. Andrew Waller, Animal Health Trust, New Market, Reino Unido

Referencias recientes seleccionados

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Miembros del grupo

Bengt Guss, Profesor

Lars Frykberg, Profesor Asociado

Greta Hulting, estudiante de doctorado