Por Ana Trafton
La enfermedad de Lyme, una infección bacteriana transmitida por garrapatas, afecta a casi medio millón de personas en Estados Unidos cada año. En la mayoría de los casos, los antibióticos eliminan eficazmente la infección, pero en algunos pacientes los síntomas persisten durante meses o años.
Investigadores del MIT y la Universidad de Helsinki han descubierto que el sudor humano contiene una proteína que puede proteger contra la enfermedad de Lyme. También encontraron que alrededor de un tercio de la población porta una variante genética de esta proteína que está asociada con esta enfermedad en estudios de asociación de todo el genoma.
Se desconoce exactamente cómo la proteína inhibe el crecimiento de las bacterias que causan la enfermedad de Lyme, pero los investigadores esperan aprovechar las capacidades protectoras de la proteína para crear cremas para la piel que podrían ayudar a prevenir la enfermedad o tratar infecciones que no responden a los antibióticos.
Michal Caspi Tal, científico investigador principal en el Departamento de Ingeniería Biológica del MIT es uno de los autores principales del nuevo estudio. Mientras que Hanna Ollila, investigadora principal del Instituto de Medicina Molecular de la Universidad de Helsinki e investigadora del Instituto Broad del MIT y Harvard, también es autora principal del artículo, que aparece hoy en Nature Communications. El autor principal del artículo es Satu Strausz, postdoctorado en el Instituto de Medicina Molecular de la Universidad de Helsinki.
La enfermedad de Lyme es causada con mayor frecuencia por una bacteria llamada Borrelia burgdorferi. En los Estados Unidos, esta bacteria se transmite a través de garrapatas transportadas por ratones, ciervos y otros animales. Los síntomas incluyen fiebre, dolor de cabeza, fatiga y una erupción distintiva en forma de ojo de buey.
La mayoría de los pacientes reciben doxiciclina, un antibiótico que suele curar la infección. Sin embargo, en algunos pacientes, síntomas como fatiga, problemas de memoria, alteraciones del sueño y dolores corporales pueden persistir durante meses o años.
Tal y Ollila, que eran postdoctorados juntos en la Universidad de Stanford, comenzaron este estudio hace unos años con la esperanza de encontrar marcadores genéticos de susceptibilidad a la enfermedad de Lyme. Con ese fin, decidieron realizar un estudio de asociación de todo el genoma (GWAS) en un conjunto de datos finlandés que contiene secuencias del genoma de 410.000 personas, junto con información detallada sobre sus historiales médicos.
Este conjunto de datos incluye alrededor de 7.000 personas a las que se les había diagnosticado la enfermedad de Lyme, lo que permitió a los investigadores buscar variantes genéticas que se encontraron con mayor frecuencia en personas que habían tenido esta enfermedad, en comparación con las que no.
Este análisis reveló tres resultados, incluidos dos encontrados en moléculas inmunes que habían sido previamente relacionadas con la enfermedad de Lyme. Sin embargo, su tercer hallazgo fue una completa sorpresa: una secretoglobina llamada SCGB1D2.
Las secretoglobinas son una familia de proteínas que se encuentran en los tejidos que recubren los pulmones y otros órganos, donde desempeñan un papel en las respuestas inmunitarias a las infecciones. Los investigadores descubrieron que esta secretoglobina en particular es producida principalmente por células de las glándulas sudoríparas.
Para descubrir cómo esta proteína podría influir en la enfermedad de Lyme, los investigadores crearon versiones normales y mutadas de SCGB1D2 y las expusieron a Borrelia burgdorferi cultivada en el laboratorio. Descubrieron que la versión normal de la proteína inhibía significativamente el crecimiento de Borrelia burgdorferi. Sin embargo, cuando expusieron las bacterias a la versión mutada, se requirió el doble de proteína para suprimir el crecimiento bacteriano.
Luego, los investigadores expusieron las bacterias a la variante normal o mutada de SCGB1D2 y las inyectaron en ratones. Los ratones a los que se les inyectaron las bacterias expuestas a la proteína mutante se infectaron con la enfermedad de Lyme, pero los ratones a los que se les inyectaron bacterias expuestas a la versión normal de SCGB1D2 no.
Después de que los investigadores del MIT y la Universidad de Helsinki publicaran sus hallazgos iniciales en un servidor de preimpresión, los investigadores de Estonia replicaron los resultados del estudio de asociación de todo el genoma, utilizando datos del Biobanco de Estonia. Estos datos, de unas 210.000 personas, incluidas 18.000 con la enfermedad de Lyme, se agregaron posteriormente al estudio final de Nature Communications.
Los investigadores aún no están seguros de cómo SCGB1D2 inhibe el crecimiento bacteriano o por qué la variante es menos efectiva. Sin embargo, descubrieron que la variante provoca un cambio del aminoácido prolina a leucina, lo que puede interferir con la formación de una hélice que se encuentra en la versión normal.
Ahora planean investigar si la aplicación de la proteína en la piel de ratones, que no producen SCGB1D2 de forma natural, podría evitar que sean infectados por Borrelia burgdorferi. También planean explorar el potencial de la proteína como tratamiento para infecciones que no responden a los antibióticos.
Los investigadores señalan que las personas que tienen la versión protectora de SCGB1D2 aún pueden desarrollar la enfermedad de Lyme y no deben asumir que no lo harán. Un factor que puede influir es si la persona está sudando cuando la pica una garrapata que porta Borrelia burgdorferi.
SCGB1D2 es sólo una de las 11 proteínas secretoglobinas producidas por el cuerpo humano, y Tal también planea estudiar qué pueden estar haciendo algunas de esas otras secretoglobinas en el cuerpo, especialmente en los pulmones, donde se encuentran muchas de ellas.
