El gusano de suelo C. elegans es ampliamente utilizado en la investigación biomédica porque, a pesar de ser muy simple y pequeño (mide sólo 1 mm), tiene la mayoría de estructuras de los animales más complejos y comparte con nosotros gran parte de las vías metabólicas. Estos aspectos de la biología junto con la conservación de la ruta biosintética de lípidos, convierten a C. elegans en un modelo atractivo para estudiar el rol de los lípidos en enfermedades neurodegenerativas y en la regulación del apetito. Nuestro grupo utiliza este animal modelo para estudiar: 1) el mecanismo por el cual los cannabinoides endógenos previenen disfuciones de la homeostasis del colesterol asociadas a enfermedades neurodegenerativas, tales como las enfermedades de Alzheimer o Niemann-Pick tipoC 2) el mecanismo por el cual el malonil-CoA, un intermediario clave en la biosíntesis de acidos grasos, controla el comportamiento alimentario y 3) el mecanismo por el cual los acidos grasos insaturados regulan desordenes metabólicos y la agregación de proteínas amiloides. En este ultimo estudio colaboramos con el grupo del Dr. Andres Binolfi usando metodologías de RMN in vitro e in vivo combinadas con herramientas de microscopia y metabolomica.
La emergencia y diseminación de resistencia a antimicrobianos entre las bacterias y la carencia de drogas efectivas y de baja toxicidad para combatir protozoos parásitos ha intensificado la necesidad del descubrimiento de compuestos dirigidos contra blancos no explotados hasta el momento. Los cofactores orgánicos e inorgánicos, como las vitaminas o los iones metálicos, desempeñan un papel fundamental en la supervivencia tanto de los eucariotas como de las bacterias. Por lo tanto, interferir con las vías de biosíntesis o su adquisición a través de la dieta presenta interesantes posibilidades farmacológicas. Uno de los objetivos de nuestro grupo de trabajo es entender cómo los microorganismos modifican postraduccionalmente sus proteínas con ácido lipoico, y validar los procesos moleculares subyacentes como blancos para el diseño de nuevos antimicrobianos. Mediante una estrategia inter y multidisciplinaria, incluyendo técnicas de genética, bioquímica, biología estructural y química combinatoria, proponemos identificar y ensayar el efecto de compuestos bioactivos, de estructuras y mecanismos de acción distintos a los utilizados actualmente, que bloqueen la lipoilación de proteínas en Trypanosoma, Plasmodium, Staphylococcus aureus y otras bacterias Gram positivas patógenas.
El grupo Bacillus cereus comprende bacterias de importancia económica y de diferentes grados de patogenicidad. Son bacterias Gram positivas con extraordinaria diversidad ecológica que se adaptan a distintas condiciones de estrés pudiendo crecer entre 4° y 50°C. A bajas temperaturas, las bacterias experimentan modificaciones en su fisiología celular, siendo la más importante la disminución de la fluidez de membrana. En bacterias, el contenido de ácidos grasos insaturados (AGI) de los lípidos de membrana juega un papel esencial en el aumento de la fluidez y funcionamiento de las membranas biológicas a bajas temperaturas. Los AGI son sintetizados por enzimas denominadas desaturasas, que introducen dobles enlaces en las cadenas de acilo de los ácidos grasos (AG) en los lípidos de membrana por lo que juegan un papel importante durante el proceso de adaptación. Estudios bioinformáticos realizados con los genomas de B. cereus mostraron un número variable de putativas desaturasas de membrana y Acil-ACP-desaturasas (solubles) en un mismo organismo, siendo ésta la primera vez que se reporta la presencia de Acil-ACP-desaturasas en Bacillus. En este proyecto nos proponemos establecer el rol de estas desaturasas en la adaptación a bajas temperaturas y en la producción y excreción de factores de virulencia, elementos decisivos en el establecimiento de la patogénesis.