Histones per frenar les infeccions bacterianes

L’estudi ha comptat amb la participació d’Immaculada Ponte i Alícia Roque, investigadores del Departament de Bioquímica i de Biologia Molecular de la UAB. Publicat a la revista mSystems, de la Societat Americana de Microbiologia, ha estat liderat per Eduard Torrents, investigador de l'Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) i professor agregat de la Universitat de Barcelona (UB). També hi ha participat l’investigador del CSIC Albert Jordan.

En el treball, l’equip de recerca ha descrit que les histones humanes presenten activitat antimicrobiana davant de diferents bacteris, entre les quals a biopel·lícules de Pseudomonas aeruginosa, un dels 6 bacteris més resistents del món. Els resultats poden ajudar al desenvolupament de tractaments més efectius per combatre la resistència bacteriana.

Les histones són proteïnes fonamentals en l'organització i regulació de l'ADN en totes les cèl·lules eucariotes, és a dir, en què l'ADN es troba dins d'un nucli. Això inclou, entre d'altres, els fongs, plantes i animals. No obstant això, a més d'aquesta funció, s'ha vist en determinades situacions que les histones del subtipus H1 poden ser alliberades a l'exterior de la cèl·lula i exercir activitat antimicrobiana davant de bacteris, fongs, paràsits i virus. Aquesta activitat s'atribueix principalment a la unió de les histones a les membranes que embolcallen els microorganismes que causa danys que finalment porten a la seva mort.

Els investigadors han analitzat l'activitat antimicrobiana de 3 subtipus de la histona humana H1 davant de diferents bacteris i han observat específicament en P. aeruginosa una reducció de fins a un 70% en el nombre de bacteris després del tractament. A més, combinant les histones amb l'antibiòtic ciprofloxacina, l'efecte va ser més gran que quan s'administrava cadascú per separat. Això obre la porta a desenvolupar còctels de tractaments més efectius.

L'equip de recerca també ha estudiat l'activitat de les histones davant les biopel·lícules de P. aeruginosa, i ha trobat una reducció del 30% en la massa bacteriana. Les biopel·lícules, o biofilms, són comunitats de microorganismes que poden incloure bacteris, fongs i virus, adherits a superfícies vives o inerts, com teixits o òrgans, o dispositius mèdics. La seva particularitat rau en la secreció d'una matriu extracel·lular que encapsula i protegeix els microorganismes, fet que dificulta l'acció del sistema immune i dels antibiòtics i les fa especialment difícils de tractar.

Les troballes suggereixen que l’ús d’histones o part d’aquestes proteïnes, ja sigui soles o en combinació amb antibiòtics o altres molècules amb activitat antimicrobiana, són una alternativa prometedora per combatre infeccions agudes i cròniques causades per patògens com P. aeruginosa i altres bacteris multiresistents.

Els resultats s'han corroborat en assajos in vivo en cucs de la cera (Galleria mellonella) infectats amb P. aeruginosa. Les larves infectades tractades amb les histones van mostrar un augment en el temps de supervivència en comparació amb aquelles que no van rebre tractament. A més, el tractament no va causar cap efecte tòxic o negatiu. 

Els resultats obtinguts són especialment rellevants, ja que els biofilms presenten una alta resistència als antibiòtics i provoquen infeccions molt greus. Els següents passos inclouen determinar la part molecular de la histona que té més capacitat antimicrobiana i validar l'ús de les histones a la clínica.

Article de referència: Arévalo-Jaimes BV, Salinas-Pena M, Ponte I, Jordan A, Roque A, Torrents E. «Antimicrobial and antibiofilm activity of human recombinant H1 histones against bacterial infections». mSystems (2024). https://doi.org/10.1128/msystems.00704-24