STUDIU: ENZIMA BACTERIANĂ FOLOSEȘTE VITAMINA C PENTRU A NEUTRALIZA APĂRILE IMUNE
Un grup de cercetare condus de Luis Eduardo Soares Netto de la Institutul de Biosciențe al Universității din São Paulo (IB-USP) și Centrul pentru Procese Redox în Biomedicină (Redoxoma) a descoperit cum proteina LsfA, un tip de peroxiredoxină 1-Cys, protejează bacteria Pseudomonas aeruginosa de peroxidul de hidrogen generat în timpul răspunsului imunitar. Această proteină catalizează eliminarea hidroperoxidilor utilizând ascorbatul (vitamina C) ca agent reductant, întărind astfel apărarea antioxidantă a bacteriei.
DEZVOLTAREA STRUCTURALĂ A UNEI ENZIME BACTERIENE CHEIE
„O contribuție majoră a muncii noastre este determinarea structurală a unei proteine implicate în virulența unei bacterii medicale importante. De asemenea, am demonstrat că ascorbatul poate acționa ca agent reductant într-un sistem celular, ceea ce reprezintă o noutate. Din punct de vedere tehnic, suntem primii care am folosit sonda HyPer7 în Pseudomonas,” a declarat Rogério Luis Aleixo Silva, cercetător la Universitatea de Medicină Chan din Massachusetts. Silva a participat la cercetare în calitate de student doctorand la IB-USP.
Datele structurale inedite obținute în cadrul studiului ar putea deschide noi oportunități pentru dezvoltarea inhibitorilor specifici ai acestei enzime bacteriene, avansând astfel noi strategii terapeutice.
PECULIARITĂȚILE UNICE ALE ENZIMEI LsfA
Acesta este primul studiu care caracterizează biochimia și structura unei Prx6 bacteriene. În literatură, printre cele trei domenii majore ale vieții — Eubacteria, Archaea și Eukarya — există deja multe structuri rezolvate de Prx6, în principal din Archaea și mamifere, inclusiv oameni. Însă, aceasta este prima structură a unei Prx6 bacteriene, având în vedere că E. coli, un model bacterian clasic, nu are Prx6,” adaugă Netto.
Rezultatele cercetării au fost publicate într-un articol în revista Redox Biology.
CUM SE APĂRĂ PSEUDOMONAS AERUGINOSA
Pseudomonas aeruginosa este o bacterie oportunistă care cauzează, în principal, infecții la persoanele cu un sistem imunitar slăbit. Aceasta este responsabilă pentru diverse tipuri de infecții dobândite în spital, inclusiv pneumonia la pacienții cu fibroza chistică, infecții urinare și infecții în răni provocate de arsuri și intervenții chirurgicale. De asemenea, poate provoca endocardită și septicemie. Datorită rezistenței sale la antibiotice, a fost identificată printre patogenii bacterieni prioritari pentru dezvoltarea de noi tratamente conform listei Organizației Mondiale a Sănătății (OMS).
Când organismul este infectat de un patogen, reacționează prin mobilizarea apărărilor imune, cum ar fi fagocitele. Aceste celule luptă împotriva microorganismelor eliberând specii reactive de oxigen, azot și clor. În fața acestui stres oxidativ, bacteriile, precum P. aeruginosa, activează mecanismele protective implicând diverse proteine antioxidante, inclusiv peroxiredoxinele (Prxs).
DESCOPERIREA MECANISMULUI DE REZISTENȚĂ BACTERIANĂ IMPLICÂND VITAMINA C
Unul dintre cele mai importante descoperiri ale studiului este interacțiunea între LsfA și ascorbat. În 2007, grupul lui Netto a demonstrat că această vitamină poate reduce acidul sulfenic, care se formează în timpul oxidării peroxiredoxinelor 1-Cys. Această constatare contestă punctul de vedere predominant că aceste enzime depind exclusiv de reciclarea tiolilor. Tiolii sunt compuși organici care conțin un atom de sulf legat de un atom de hidrogen și joacă roluri importante ca antioxidanți.
Deși rolul vitaminei C ca reducer al Prx rămâne neclar în sistemele biologice, analizele structurale ale studiului sugerează că ascorbatul interacționează direct cu locul activ al LsfA. Această interacțiune permite regenerarea enzimei după oxidare, restabilindu-i astfel funcția antioxidantă.
IMPLICAȚII PENTRU NOILE TERAPII ANTIBACTERIENE
Având în vedere că LsfA bacteriană are un omolog uman, orice inhibitor potențial ar trebui să vizeze doar forma bacteriană fără a afecta forma umană. Cercetătorii au demonstrat că, în ciuda asemănării structurale cu alte proteine Prx6, LsfA bacteriană prezintă proprietăți electrostatice unice, rezultând în sarcini distincte la locurile sale active. Aceste diferențe influențează modul în care un inhibitor interacționează cu fiecare variantă a enzimei.
„Avantajul studiului nostru este că, pe lângă rezolvarea structurii, am folosit docking in silico pentru a evidenția unele dintre interacțiunile între LsfA și ascorbat care ar putea fi imitate de un inhibitor,” afirmă Aleixo-Silva.
Potrivit lui Netto, următorii pași includ investigarea mai aprofundată a metabolismului ascorbatului în P. aeruginosa, precum și efectuarea de studii utilizând modele de macrofage pentru a evalua efectele excluderii LsfA asupra apărărilor bacteriene și a răspunsurilor inflamatorii ale gazdei.
Informații suplimentare: Rogerio L. Aleixo-Silva et al, Interacțiunea dintre peroxiredoxina 1-Cys și ascorbat în răspunsul la expunerea la H2O2 în Pseudomonas aeruginosa, Redox Biology (2025). DOI: 10.1016/j.redox.2025.103658
