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La bacteria del cólera infecta más eficazmente con un simple cambio de forma

13/01/2017 - 7:27
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Las bacterias que causan el cólera pueden iniciar la infección mediante la coordinación de una ola de cambio de forma en masa que les permite penetrar más eficazmente en el intestino de sus víctimas, según revela un estudio dirigido por la Universidad de Princeton, en Nueva Jersey, Estados Unidos. Los autores descubrieron la proteína que permite a la bacteria 'Vibrio cholerae' transformarse en una forma de sacacorchos que probablemente le ayuda a retorcerse y luego escapar del moco protector que recubre el interior del intestino.

MADRID, 13 (EUROPA PRESS)

Los investigadores informan en la revista 'Cell' que la expresión de la proteína que cambia la forma -a la que denominaron CrvA-- se activa a través del proceso de percepción de quórum o autoinducción, en el que las bacterias se comunican entre sí para coordinar una infección. En experimentos, los científicos vieron que las células curvadas de 'V. Cholerae' podían moverse más fácilmente a través de un gel grueso, mientras que 'V. Cholerae' en una forma recta no podía infectar a un huésped de manera eficiente.

Si la forma juega un papel crítico en la infección por 'V. Cholerae', entonces se podrían desarrollar tratamientos contra el cólera que impidan la capacidad de las bacterias de transformarse o alterar el intestino de un paciente para que la bacteria no pueda infectarlo, propone uno de los autores del trabajo, Zemer Gitai, profesor d eBiologua y Biología Molecular en Princeton.

Cada año, millones de personas en todo el mundo desarrollan cólera, causando miles de muertes, principalmente por deshidratación. El cólera está particularmente desenfrenado donde el agua potable es escasa, como en el mundo en desarrollo, las zonas de guerra y las áreas que se recuperan de desastres naturales. "Sabemos que si 'V. Cholerae' no puede curvarse, no puede hacer que los animales enfermen --dice Gitai--. Eso sugiere que si podemos evitar que se curven, eso limitaría su capacidad de hacer que la gente enferme. Todavía tenemos que descubrir cómo conseguirlo".

La investigación encontró que los filamentos de CrvA se junta en un lado de una bacteria de 'V. Cholerae', formando un polímero duro que retrasa el crecimiento en ese lado de la célula. El otro lado de la bacteria crece más rápido, dando como resultado la forma curvada.

La expresión de CrvA se activa mediante la detección de quórum y aumenta a medida que crece la densidad de población de bacterias, según detectaron los investigadores. Las bacterias pueden usar la detección de quórum para alertarse de que su ambiente ha cambiado, pasando del agua --donde la forma recta es ventajosa-- al intestino del huésped, informan los autores.

LA FISIOLOGÍA DE LAS BACTERIAS, CLAVE EN LAS ENFERMEDADES

En general, los resultados sugieren que las enfermedades causadas por bacterias pueden depender significativamente de la fisiología de las bacterias y su interacción con el medio ambiente, según el primer autor Thomas Bartlett, estudiante graduado en el grupo de investigación de Gitai. Por ejemplo, todas las especies curvadas del género 'Vibrio' --incluyendo la especie 'V. Vulnificus', que se encuentra en los mariscos poco cocinados y causa fuertes enfermedades-- tienen la proteína CrvA, señala.

Las bacterias han desarrollado rasgos específicos para sobrevivir en su entorno ideal, como el tracto intestinal, dice Bartlett. Una investigación del grupo de Gitai publicada en 2014 encontró que la misteriosa curvatura de la bacteria benigna 'Caulobacter crescentus' le ayuda a soportar mejor las corrientes en lagos, estanques y arroyos en los que crecen las bacterias.

"V. Cholerae' y 'Caulobacter' son bastante diferentes por lo que parece que evolucionaron por separado, pero en realidad son muy similares --subraya Bartlett--. En ambos casos, su curvatura les permite lidiar con la mecánica del mundo en el que viven. Esto diice algo sobre la vida a esta escala: navegar por el ambiente físico es un tema al que muchas bacterias se enfrentan y han desarrollado soluciones similares independientemente".

Los científicos pueden explotar esas adaptaciones mediante el desarrollo de tratamientos que se dirijan a la capacidad de una bacteria para desenvolverse con éxito en su entorno, según Gitai. Este enfoque, frente a matar las bacterias directamente, podría ayudar a reducir el creciente problema de las bacterias que se vuelven resistentes a los antibióticos. Las bacterias aún estarían vivas, pero su infectividad resultaría mermada

"Este artículo llega a la raíz de una pregunta que ha estado abierta desde que el científico holandés y el llamado 'Padre de la Microbiología', Antonie van Leeuwenhoek, miró a través de un microscopio hace 300 años y vio que las bacterias tienen todas estas formas diferentes", dice Nina Salama, científica en el Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson, en Seattle, Estados Unidos.

Salama señala que los investigadores encontraron que CrvA se ubica en el periplasma, un compartimiento celular entre la membrana externa e interna de bacterias Gram-negativas como 'V. Cholerae'. Mientras que las bacterias usan otros filamentos de proteínas para asumir diversas formas, CrvA es el primer filamento descubierto en el periplasma. Desde el punto de vista del tratamiento, el periplasma es más accesible que el interior de una bacteria, o citoplasma, apunta.

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