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Un genetista de RUDN University descubrió la proteína de las bifidobacterias que es capaz de aliviar la inflamación producida por COVID-19 y otras enfermedades

RUDN University

Research News

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IMAGE: A geneticist from RUDN University studied the effect of Bifidobacterium (intestinal bacteria) on the inflammatory process and discovered that their surface protein is capable of stopping excessive or uncontrollable inflammation,... view more 

Credit: RUDN Univeristy

Un genetista de RUDN University ha demostrado cómo las bacterias intestinales del género Bifidobacterium afectan el proceso inflamatorio. Resulta que la proteína de superficie de las bifidobacterias puede detener la inflamación incontrolada innecesaria que ocurre, por ejemplo, en casos de COVID-19. Un fragmento de esta proteína se puede utilizar como agente antiinflamatorio en el tratamiento de la infección por coronavirus y otras enfermedades. Los resultados fueron publicados en la revista Anaerobe.

Las células del cuerpo dan una especie de señal "SOS" cuando existe un peligro. Esta señal se transfiere a otras células, lo que desencadena una respuesta inmune: se produce una inflamación. Unos péptidos especiales (citocinas antiinflamatorias) sirven como un llamado a la acción. A veces se producen demasiadas citocinas, es decir, se produce la llamada tormenta de citocinas, cuando la respuesta inmune se vuelve peligrosa e incluso fatal para el cuerpo. Esto se observa, por ejemplo, en casos graves de COVID-19. Al mismo tiempo, las bacterias patógenas pueden eludir los sistemas de defensa del cuerpo y, con la ayuda de proteínas especiales, capturan las citocinas y reducen la inflamación. Hasta ahora, para los científicos había sido una importante incógnita si las bifidobacterias, las cuales son organismos simbióticos útiles que habitan en los intestinos, pueden influir en el proceso inflamatorio de la misma manera. Un biólogo de RUDN University fue el primero en demostrar cómo y a través de qué mecanismos ocurre esto en las bifidobacterias.

Los investigadores realizaron un experimento y estudiaron la manera en cómo la proteína de superficie FN3 de Bifidobacterium longum puede bloquear o unirse a las citocinas. FN3 participa en la unión celular a diversas superficies, incluidas las paredes intestinales recubiertas de mucosa. Además, tiene dos fragmentos de proteína-carbohidrato (dominios de fibronectina) que son similares a los receptores de citocinas de humanos. Durante el experimento, un biólogo de RUDN University descubrió que FN3 es capaz de unirse a la citocina TNF-α, uno de los principales factores de la tormenta de citocinas.

Para comprender a qué citocinas la FN3 se puede unir, los biólogos utilizaron la técnica ELISA (ensayo por inmunoabsorción ligado a enzimas) en un fragmento de proteína con un dominio de fibronectina. Los anticuerpos que interactúan solo con FN3 fueron fijados en un sustrato, y luego agregaron secuencialmente un fragmento de la proteína FN3, citocinas y anticuerpos unidos a un marcador fluorescente. Como resultado de una unión exitosa, se obtiene un "sándwich", es decir, un anticuerpo-FN3-citocina-anticuerpo.

De las cuatro citocinas de diferentes clases en estudio, se observó una unión efectiva solo para TNF-α de la clase de factores de necrosis tumoral. El hecho de que las proteínas de superficie de las bifidobacterias puedan "reconocer" ciertas clases de citocinas apoya la teoría de que estas bacterias son capaces de regular la inmunidad.

Dichos estudios son especialmente importantes para comprender la formación de la inmunidad en los recién nacidos: casi todo su microbioma intestinal está representado por bifidobacterias. Los biólogos también consideran que un fragmento de la proteína FN3, el cual es específico para el factor de necrosis tumoral, ayudará a reducir el efecto de la tormenta de citocinas en pacientes en estado crítico que padecen coronavirus.

"El estudio de las propiedades de las proteínas en los microorganismos para unirse a las citocinas es cada vez más urgente en la actual situación epidemiológica. Uno de los componentes más importantes de la patogénesis de la forma grave de la enfermedad por COVID-19 es la inflamación incontrolada, una tormenta de citocinas. La unión selectiva de TNF-α, uno de los factores clave de la inflamación, con el fragmento de la proteína FN3 de Bifidobacterium longum abre perspectivas para el desarrollo de nuevos fármacos destinados a ralentizar esta citocina en casos de inflamación descontrolada. Se tomó la decisión de realizar estudios preclínicos del fármaco basado en la proteína FN3 lo más rápido posible para prevenir los procesos inflamatorios de varios órganos durante la infección por COVID-19", mencionó el Doctor en Ciencias Biológicas Valery Danilenko, profesor de RUDN University.

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En el estudio participaron científicos del Instituto de Investigación Científica de Vacunas y Sueros I.I. Mechnikov y del Instituto de Genética General N.I. Vavilov de la Academia de Ciencias de Rusia.

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