Almacenaje de reservas lipídicas dentro de las micobacterias no tuberculosas
En un estudio del Departamento de Genética y Microbiología de la UAB en colaboración con el Servicio de Microscopía se ha analizado la composición de las inclusiones lipídicas intracelulares (ILIs) de micobacterias no patógenas en distintos medios de cultivo. Las micobacterias son capaces de modificar el sistema inmune, sobre todo gracias a los lípidos que las componen, por lo que encontrar maneras de mejorar la producción de estos es de interés.
La capacidad de modificar el sistema inmune con fines terapéuticos que tienen las micobacterias está estrechamente relacionada con los lípidos que las componen, y varía según la especie y las condiciones y tiempo de cultivo. Aunque los lípidos presentes en la pared celular de las micobacterias son relevantes por su interacción con el sistema inmune, la mayoría de lípidos se almacenan principalmente en su citoplasma en forma de inclusiones lipídicas intracelulares (ILIs). La producción de ILIs en organismos procariotas es inusual y solo las micobacterias y otras actinobacterias tienen la capacidad exclusiva de producir estas reservas lipídicas en su citoplasma. En especies patógenas como Mycobacterium tuberculosis, el agente causante de la tuberculosis, el desarrollo de ILIs se vincula a su capacidad de persistencia en el huésped. Sin embargo, las especies no patógenas también pueden producir este tipo de inclusiones. En este caso, las ILIs ayudan al mantenimiento de la pared celular y permiten su supervivencia en situaciones ambientales comprometidas por la ausencia de nutrientes u otros tipos de estrés.
El conocimiento de la ultraestructura, maduración y composición de las ILIs en especies de micobacterias no patógenas es muy limitado. En el estudio llevado a cabo en el Departamento de Genética y de Microbiología de la UAB en colaboración con el Servicio de Microscopía de la UAB, se caracterizaron las ILIs desarrolladas por la micobacteria ambiental no patógena y con capacidad de modificar el sistema inmune Mycobacterium brumae, durante su crecimiento en forma de biopelícula en diferentes medios de cultivo. Para ello se emplearon análisis bioquímicos y de composición, así como sofisticadas técnicas de microscopía electrónica destinadas a comprender las dinámicas de las ILIs. Por primera vez la detección de electrones retro-dispersados y la espectroscopía de rayos X se han empleado para el estudio composicional de ILIs en micobacterias.
Los resultados mostraron la aparición de ésteres cerosos, principalmente en etapas tempranas de desarrollo de las biopelículas y acil-gliceroles en etapas tardías, revelando importantes cambios en la composición, cantidad y morfometría de las ILIs, fuertemente ligados al momento de desarrollo de la biopelícula y el medio de cultivo utilizado. En biopelículas maduras, se observó que los medios de cultivo con baja concentración en glicerol indujeron la producción de ILIs con menor peso molecular y de tamaño inferior en comparación a las ILIs producidas en medios enriquecidos con glicerol. Los datos también indican la plasticidad metabólica para la síntesis de lípidos en M. brumae, así como su gran versatilidad para generar diferentes perfiles lipídicos. Estos hallazgos proporcionan una forma interesante de mejorar la producción de estas relevantes estructuras lipídicas a través de la simple modulación de las condiciones de cultivo.
Departamento de Genética y Microbiología, Facultad de Biociencias, Universitat Autònoma de Barcelona
Referencias
Campo-Pérez, V., Guallar-Garrido, S., Luquin, M., Sánchez-Chardi, A., & Julián, E. (2022). The High Plasticity of Nonpathogenic Mycobacterium brumae Induces Rapid Changes in Its Lipid Profile during Pellicle Maturation: The Potential of This Bacterium as a Versatile Cell Factory for Lipid Compounds of Therapeutic Interest. International Journal of Molecular Sciences, 23(21), 13609. https://doi.org/10.3390/ijms232113609
