La investigación investiga una nueva estrategia para inhibir la propagación de Vibrio cholerae

Karl Klose, director del Centro de Enfermedades Infecciosas Emergentes del Sur de Texas (STCEID) y profesor de la Facultad de Ciencias Robert J. Kleberg, Jr. y Helen C. Kleberg, fue coautor de un artículo de investigación con Cameron Lloyd ’23, estudiante de doctorado de UTSA. quien se graduó en agosto con un Ph.D. en microbiología molecular e inmunología bajo la dirección de Klose.

El artículo de investigación investiga una nueva estrategia para inhibir la propagación y la infección de Vibrio cholerae, la bacteria responsable de la enfermedad, el cólera.

El artículo de investigación se titula “Un dominio de unión a péptidos compartido con una bacteria antártica facilita Vibrio cholerae unión a células humanas y colonización intestinal” y fue publicado recientemente por Las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS). PNAS es una revista revisada por pares de la Academia Nacional de Ciencias que abarca ampliamente las áreas de las ciencias biológicas, físicas y sociales.

V cholerae cólerase encuentra naturalmente en diversas superficies dentro de ambientes marinos. Cuando el agua o los alimentos contaminados con V cholerae es consumido por los humanos, coloniza el tracto gastrointestinal y provoca el cólera.

Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, el cólera es una infección intestinal que provoca diarrea, vómitos, colapso circulatorio y shock. Si no se trata, entre el 25 y el 50% de los casos graves de cólera pueden ser mortales. El cólera es una de las principales causas de diarrea epidémica en algunas partes del mundo y la Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que hasta cuatro millones de personas se infectan cada año.

Lloyd fue el autor principal y completó el artículo como proyecto de tesis bajo la dirección de Klose, quien ha estado estudiando los mecanismos patogénicos de V cholerae durante 30 años. Lloyd trabajó en el laboratorio de Klose durante cinco años.

aprendió a estudiar V cholerae, manipular genéticamente las bacterias y medir su capacidad para propagar enfermedades, unirse a los glóbulos rojos y formar biopelículas, que son superficies donde se forman comunidades de bacterias que son más resistentes a los antibióticos. Actualmente, Lloyd se encuentra realizando entrevistas para varios puestos de beca postdoctoral en laboratorios de todo el país.

Aprovechando las similitudes estructurales de los dominios funcionales en dos grandes adhesinas [cell-surface components or appendages of bacteria that facilitate adhesion to other cells, usually in the host they are infecting or living in] producido por dos organismos diferentes, pudimos caracterizar un inhibidor eficaz de la colonización intestinal y la formación de biopelículas”.

Cameron Lloyd ’23, estudiante de doctorado de UTSA

En colaboración con los laboratorios de Peter Davies, catedrático de investigación de Ingeniería de Proteínas de Canadá y profesor de ciencias biomédicas y moleculares en la Universidad de Queens, Canadá, e Ilja Voets, profesora de ingeniería química y química en la Universidad de Eindhoven, Países Bajos, Lloyd y Klose identificaron con éxito un péptido, una cadena corta de aminoácidos que forman las proteínas, que puede inhibir la virulencia de V cholerae.

Descubrieron que los inhibidores peptídicos que se unen a Marinomonas primoryensisuna bacteria antártica que se adhiere a las microalgas de manera similar a cómo V cholerae se adhiere al intestino humano, también puede alterar V cholerae se adhiera a las células humanas, forme biopelículas y colonice el tracto gastrointestinal.

“Demostramos que estos inhibidores de péptidos podrían inhibir tanto la formación de biopelículas como la colonización intestinal por V cholerae“, dijo Klose. “Es posible que esto pueda ser parte de estrategias de intervención para inhibir que estas bacterias causen enfermedades y persistan en el medio ambiente”.

El Laboratorio Klose es parte del Centro de Enfermedades Infecciosas Emergentes del Sur de Texas (STCEID) y se especializa en estudiar cómo las bacterias causan enfermedades. El laboratorio ha trabajado más extensamente con V cholerae y Francisella tularensisla bacteria que causa la tularemia o fiebre de los conejos.

Los investigadores del STCEID se especializan en el estudio de enfermedades infecciosas y forman uno de los principales centros para este tipo de investigación en el país. El Centro conecta instalaciones de última generación con la experiencia diversa de su cuerpo docente para cultivar un entorno que responda preguntas críticas relacionadas con enfermedades emergentes y relacionadas con armas biológicas.

Las instalaciones y el cuerpo docente del Centro también desempeñan un papel importante al brindar capacitación práctica a estudiantes de pregrado y posgrado que desean seguir carreras en ciencia y tecnología.

“Este proyecto y otros similares me han dotado de un conocimiento profundo de biología molecular, codificación y análisis de datos de alto rendimiento”, dijo Lloyd.

“Nuestros estudiantes de posgrado que vienen a UTSA para obtener títulos de maestría y doctorado están en el mejor lugar para estudiar enfermedades infecciosas”, agregó Klose.