I ricercatori del Quadram Institute hanno identificato i geni che codificano una versione precedentemente sconosciuta della neurotossina botulinica nei batteri dell'intestino di una mucca.

Questa è la prima volta che un gruppo intatto di geni per produrre la neurotossina botulinica è stato trovato al di fuori del batterio Clostridium botulinum o dei suoi parenti stretti, e solo la seconda segnalazione di una nuova tossina botulinica negli ultimi 40 anni.

Il Clostridium botulinum è un pericoloso agente patogeno che forma la potente tossina botulinica, che se ingerito provoca il botulismo, una malattia neuroparalitica mortale. Ma la neurotossina botulinica è ora utilizzata anche in una serie di procedure mediche, anche per scopi cosmetici. La scoperta di questo nuovo tipo di neurotossina botulinica, da una fonte inaspettata, ha il potenziale per ampliare ulteriormente la gamma di usi medici.

I geni che codificano la proteina della tossina botulinica insieme alle proteine ​​accessorie che proteggono la tossina botulinica e ne assicurano il funzionamento, sono organizzati come cluster di geni. In una nuova ricerca, pubblicato sulla rivista Lettere FEBS , gli scienziati del Quadram Institute hanno effettuato una ricerca nel database di Whole Genome Sequence del National Center for Biotechnology Information. Utilizzando tecniche bioinformatiche, Dott. Jason Brunt e Dott. Andrew Carter, lavorando con il professor Mike Peck e la dottoressa Sandra Stringer, vagliato questo database per altre voci che erano simili alle proteine ​​previste che il gene della tossina botulinica avrebbe prodotto. Lo studio è stato finanziato dal Biotechnology and Biological Sciences Research Council.

Questa ricerca ha identificato un cluster di geni precedentemente sconosciuto che codifica per una nuova neurotossina botulinica e proteine ​​accessorie nel genoma di una specie di batteri Enterococcus isolati dalle feci di vacca.

I batteri Enterococcus abitano tipicamente nel tratto gastrointestinale degli animali e dell'uomo. Alcuni sono commensali, che costituiscono una parte del normale microbioma che popola l'intestino. Altri sono noti per causare malattie. Questo particolare ceppo è stato isolato da feci bovine negli Stati Uniti, ma non si sa se la mucca mostrasse segni di botulismo. L'analisi suggerisce che è probabile che il cluster di geni sia espresso attivamente e produca la tossina, quindi il team di ricerca è interessato a svolgere ulteriori ricerche per capire quali effetti ha questo batterio sugli animali.

Oltre a comprendere le implicazioni della scoperta di questa nuova variante del cluster genico del botulismo in una specie non clostridica di batteri intestinali, il team è interessato a esplorare come potrebbe aiutare nello sviluppo di nuovi trattamenti per le malattie. I ricercatori hanno trovato indicazioni dalla modellazione della struttura 3D che questa nuova versione della tossina potrebbe possedere un nuovo meccanismo di targeting, che potrebbe consentirgli di trattare una gamma più ampia di condizioni.

"Una volta espresso come proteina, questa nuova neurotossina può possedere nuove proprietà, come le proprietà immunomodulatorie che lo rendono utile per una vasta gamma di problemi medici. Potrebbe anche avere proprietà che lo rendono un candidato ideale per l'uso come alternativa alle neurotossine botuliniche esistenti come il Botox", ha affermato il dott. Jason Brunt.

"È una domanda intrigante su come questo ceppo di Enterococcus abbia acquisito un cluster di geni della neurotossina botulinica, che beneficio porta a questo batterio, e sono necessari ulteriori lavori per esplorare le implicazioni della nostra importante scoperta riguardo alla possibilità del suo trasferimento tra batteri. Sono inoltre necessari ulteriori lavori per caratterizzare questa nuova tossina, ma le prime indicazioni sono che questa potrebbe essere una scoperta molto significativa. Ora determineremo la potenza di questa nuova tossina botulinica e come può essere usata come agente terapeutico, " ha detto il dottor Andrew Carter.