Síntesis de ácidos α- y α’-micólicos en micobacterias : identificación de pasos biosintéticos y su utilización para el diseño racional de nuevas drogas con acción anti-micobacteriana
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Fecha
2014-03-07
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Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas.
Resumen
El género Mycobacterium incluye especies patógenas de alto impacto en salud pública, como M. tuberculosis (agente causal de la tuberculosis humana), y especies no patógenas como M. smegmatis. La tuberculosis es un problema de salud mundial que causa aproximadamente 1,4 millones de muertes anuales. En los últimos años con la emergencia de cepas de M. tuberculosis multi, extremada y totalmente resistentes a drogas, el estudio de los blancos moleculares de las drogas anti-tuberculosas ya conocidas así como el diseño de nuevas drogas, han sido planteados como necesidades urgentes. En este sentido, la ruta biosintética de los ácidos micólicos (ácidos grasos α- alquil, - hidroxilados de cadena larga (hasta C86) comunes en todas las micobacterias) ofrece un gran potencial para el diseño de drogas debido a que su compleja síntesis requiere de múltiples genes.
En el laboratorio se aislaron, mediante mutagénesis química, mutantes de M smegmatis mc2155 termosensibles (TS) y con sensibilidad aumentada a drogas (SAD) que presentaban deficiencias en diferentes tipos de ácidos grasos y micólicos. En este trabajo de tesis se planteó como objetivo principal la caracterización genética y bioquímica de los genes involucrados en los fenotipos observados en estas mutantes teniendo como metas finales la identificación de nuevos blancos para el diseño racional de drogas así como la obtención de nuevos datos acerca de los mecanismos de acción de drogas anti-micobacterianas ya conocidas que actúan sobre esta vía. Para ello se utilizó una estrategia basada en la aplicación de técnicas moleculares que fueron complementadas con estudios fisiológicos, de lipidómica y análisis bioinformáticos, asociados a una extensiva revisión bibliográfica.
Los estudio realizados en la cepa mutante UNR21, deficiente en la síntesis de ácidos α’-micólicos, permitieron concluir que en la vía de síntesis de esta sub familia de ácidos micólicos existen genes cuya función aún no ha sido descrita y que no forman parte de la maquinaria descrita hasta el momento. Por otro lado, se identificó un error en la anotación genómica del ORF MSMEG_1204 anotado como β-cetoacil-ACP hipotética.
Mediante el análisis de la cepa UNR18 se identificaron probables blancos de acción de TAC en M. smegmatis (bacteria naturalmente resistente a esta droga) en metriltransferasas asociadas a las vías de modificación de ácidos micólicos, diferenciando a este mecanismo del de inhibición de la ciclopropanación propuesto en M. tuberculosis. Así mismo, se identificó al ORF MSMEG_0902 como una MtfsAM involucrada, posiblemente, en la síntesis de ácidos micólicos diciclopropanados.
Por otro lado, a partir de las características encontradas en la cepa UNR1 se estudió el efecto de la mutación puntual encontrada en el ORF MSMEG_1886 (codifica para una enzima homóloga a DesA3 de M. tuberculosis) en la vía de síntesis de ácidos grasos insaturados. En este trabajo, se presentaron evidencias de que la mutación C1006T en el ORF MSMEG_1886 probablemente afecta la regioselectividad de DesA3 y además se aportaron resultados que sustentan la función propuesta para esta enzima como desaturasa con especificidad para cadenas carbonadas de longitud C16-C18. Estos estudios se complementaron con un análisis de la desaturación de ácidos micólicos, mediante los cuales se pudo inferir una posible esencialidad de los ORFs MSMEG_5773 y MSMEG_5773 (anotados como desaturasas de ácidos micólicos hipotéticas) así como su asociación al metabolismo de ácidos grasos en M. smegmatis.
Descripción
Palabras clave
Micobacterias, Ácidos α’-micólicos, Drogas