La enfermedad de Lyme es una infección bacteriana transmitida por garrapatas portadoras de una bacteria llamada Borrelia burgdorferi. Estas garrapatas suelen ser transportadas por ratones, ciervos y otros animales. Entre sus síntomas principales, destacan la fiebre, el dolor de cabeza, la fatiga y una erupción distintiva en forma de ojo de buey.
Los pacientes son tratados con dociciclina, un antibiótico que generalmente cura la infección. Sin embargo, hay determinados pacientes que continúan experimentando fatiga, problemas de memoria, alteraciones del sueño y dolores corporales durante meses o, incluso, años.
Con el objetivo de encontrar marcadores genéticos de susceptibilidad a la enfermedad, un grupo de investigadores del MIT y de la Universidad de Helsinki han descubierto que el sudor humano contiene una proteína que puede proteger contra la enfermedad de Lyme. Así, comenzaron una investigación 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.
Caspi Tal: "Esta proteína puede proporcionar cierta protección contra la enfermedad de Lyme, y creemos que hay implicaciones reales aquí para una acción preventiva y posiblemente terapéutica basada en esta proteína"
Del análisis obtuvieron tres resultados, incluidos dos encontrados en moléculas inmunes, que habían sido previamente relacionadas con la enfermedad de Lyme. Sin embargo, el tercer hallazgo fue el de una secretoglobina llamada SCGB1D2.
Las secretoglobinas son 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. A su vez, los investigadores descubrieron que SCGB1D2 en particular es producida principalmente por células de las glándulas sudoríparas.
A continuación, para descubrir cómo esta proteína era capaz de 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. Gracias a ello, 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.
Finalmente, 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.
"Esta proteína puede proporcionar cierta protección contra la enfermedad de Lyme, y creemos que hay implicaciones reales aquí para una acción preventiva y posiblemente terapéutica basada en esta proteína", explica Michal Caspi Tal, científico investigador principal en el Departamento de Ingeniería Biológica del MIT y uno de los los autores principales del nuevo estudio.
Sin embargo, aún se desconoce cómo la proteína inhibe el crecimiento de las bacterias que causan la enfermedad, pero los investigadores esperan aprovechar las capacidades protectoras de la proteína para crear cremas para la piel que ayudasen a prevenir la patología, así como tratar infecciones que no responden a los antibióticos.
“En el artículo mostramos que se mantuvieron sanos hasta el día 10, pero seguimos a los ratones durante más de un mes y nunca se infectaron. Esto no fue un retraso, fue un punto final, algo realmente emocionante”, dice Tal.
Una vez que los investigadores del MIT y de la Universidad de Helsinki publicaron 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.
Caspi Tal: “En el artículo mostramos que se mantuvieron sanos hasta el día 10, pero seguimos a los ratones durante más de un mes y nunca se infectaron"
A pesar de que los investigadores aún no están seguros de cómo SCGB1D2 inhibe el crecimiento bacteriano o por qué la variante es menos efectiva, descubrieron que la variante provoca un cambio del aminoácido prolina a leucina. Esto puede interferir con la formación de una hélice que se encuentra en la versión normal.
Actualmente, 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. Además, quieren explorar el potencial de la proteína como tratamiento para infecciones que no responden a los antibióticos.
"Este hallazgo abre la puerta a un enfoque completamente nuevo para prevenir la enfermedad de Lyme en primer lugar, y será interesante ver si también podría ser útil para prevenir otros tipos de infecciones de la piel", afirma Kara Spiller, profesora de medicina biomédica. innovación en la Escuela de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Drexel, que no participó en el estudio.