Laboratorio de Microbiología Oral de la Universidad de Oviedo
“Hemos determinado cómo la lactoferrina humana ataca a los patógenos”
María Teresa Andrés Gómez
directora del Laboratorio de Microbiología Oral de la Universidad de Oviedo
En 1992, la doctora María Teresa Andrés Gómez y el catedrático José Fernando Fierro Roza crearon el Laboratorio de Microbiología Oral (LMO) con el objetivo de formar a un equipo que atendiese necesidades específicas de la microbiología relacionada con la Odontología. Su actividad de investigación básica ha contribuido a desvelar el papel de la lactoferrina humana en el sistema inmunológico, y su Servicio para el Control de Esterilización se ha convertido en una importante fuente de financiación para el grupo.
¿Con qué misión nació el Laboratorio de Microbiología Oral?
La misión del LMO consiste en desarrollar una línea de investigación básica, independiente y sostenible a largo plazo. En los comienzos pensamos que estos objetivos serían alcanzables sólo si los avances dependían exclusivamente de la evolución natural de la línea de investigación y no de la necesidad de publicar, crecer como grupo o colaborar con otros investigadores para acumular artículos científicos. Obviamente, la independencia y la sostenibilidad del proyecto requería una financiación duradera, así que desde un principio una parte de nuestro tiempo se ha dedicado a realizar servicios para empresas farmacéuticas y para profesionales. El de mayor éxito es el Servicio para el Control de la Esterilización (SCE), que determina periódicamente la eficacia de los esterilizadores del instrumental utilizado en las clínicas. Es un control de calidad externo similar al que ofrecen muchas universidades en Estados Unidos. Lo incorporamos en 1992 y desde entonces ha financiado la línea de investigación básica y el personal adscrito al servicio. Sus 28 años lo convierten en la fuente de financiación privada de más larga duración de la Universidad de Oviedo.
¿En qué consiste ese servicio?
El SCE es el primer servicio de control de la esterilización que ha existido en España. La suscripción anual permite a los usuarios controlar la eficacia de sus esterilizadores en tres pasos: primero, el SCE les envía periódicamente por correo un pack que contiene indicadores biológicos (tiras de papel impregnadas de esporas bacterianas) y un sobre con franqueo concertado para su retorno; segundo, en el consultorio colocan los indicadores biológicos en una de las bandejas del esterilizador o en un paquete preparado para esterilizar antes de iniciar la esterilización del instrumental en las condiciones habituales; tercero, una vez terminada la esterilización, el profesional devuelve los indicadores biológicos por correo al SCE, que emite un informe escrito anual y un certificado enmarcable.
“Trabajos para empresas privadas y creación de servicios demandados por la población: Un nuevo modelo de financiación de la investigación pública”
¿En qué línea de investigación están trabajando?
La línea de investigación básica se centra en el estudio de la lactoferrina humana, una proteína antimicrobiana presente en la leche, la saliva y otros fluidos mucosos. Es un componente importante del sistema inmunológico innato. Aunque se conocía muy bien su estructura molecular y su capacidad antimicrobiana, apenas se sabía cómo podía causar la muerte a bacterias y hongos. Nuestra investigación se dedicó a desentrañar su mecanismo de acción, es decir, determinar cómo puede causar daños irreversibles a los microorganismos potencialmente patógenos disminuyendo sus posibilidades para causar una infección clínica.
¿Lograron aclarar el mecanismo de acción antimicrobiano?
Fue una labor de años, con sus aciertos y fracasos. Finalmente encontramos que lactoferrina bloquea la H+-ATPasa (proton ATPasa), que es una proteína esencial para la supervivencia de bacterias y hongos. Estos hallazgos, publicados en 2010 y 2016, mostraron que proteínas de la inmunidad innata podían ejercer una actividad microbicida específica. También tiene interés porque contradice una hipótesis anterior que proponía un mecanismo de acción común para la mayoría de los péptidos antimicrobianos. Por otra parte, localizamos en lactoferrina y proteínas emparentadas una estructura tridimensional determinada por una secuencia de aminoácidos que forma parte de muchos péptidos antimicrobianos encontrados en seres vivos de toda la escala filogenética (insectos, peces, anfibios…). Esta estructura, llamada gamma-core, está presente exclusivamente en un tipo de péptidos capaces de eliminar microorganismos, y fue una sorpresa identificarla también en una proteína antimicrobiana humana. Además se observó que esa secuencia era antimicrobiana por sí misma, sin el resto de la cadena polipeptídica. El hallazgo fue verificado por el doctor Michael Yeaman, de la Universidad de California, que había descubierto esa estructura previamente, y fue publicado conjuntamente con su grupo.
“La identificación de la diana molecular de Lactoferrina puede ayudar en la búsqueda de nuevos fármacos”
Una vez cumplido el objetivo inicial de la línea de investigación, ¿queda algo más por hacer?
Una vez encontrada la diana molecular de lactoferrina observamos que esta proteína causaba un tipo de muerte celular en levaduras que cumplía los criterios exigidos para definirla como muerte celular regulada (MRC), y publicamos cómo se producía una sucesión de eventos intracelulares similar a la observada durante la llamada apoptosis celular. La MRC se produce constantemente en nuestro organismo pero también en ciertas situaciones clínicas que conllevan la muerte de algunos tejidos, como ocurre en el infarto agudo de miocardio. Por el contrario, las células tumorales escapan a este proceso intracelular. Los mecanismos intracelulares implicados se desconocen a pesar de que su esclarecimiento permitiría manipular este proceso. Las levaduras han sido utilizadas con mucho éxito como modelos celulares para aclarar lo que sucede en las células de organismos multicelulares. Este hecho, sumado a que la muerte causada por lactoferrina se inicia con la interacción específica de esta proteína (ligando) y de la H+-ATPasa (receptor) microbiana, permite disponer de un modelo in vitro de inducción de MRC, inexistente hasta ahora, que facilita el estudio detallado de esta muerte celular programada. Nuestra última publicación refiere cómo se produce la primera señal intracelular inductora de la MRC y estamos determinando la siguiente etapa de esa ruta.
¿Qué otros proyectos tienen de cara al futuro?
Continuaremos caracterizando la siguiente etapa de la MRC y añadiendo posibles puntos de inhibición. Además, hemos localizado nuevas secuencias en la molécula de lactoferrina asociadas a su actividad antimicrobiana e intentaremos identificar su función. Por otra parte, estamos localizando en H+-ATPasa la región que interacciona específicamente con lactoferrina.
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