Archivo - Detección de la resistencia a los antimicrobianos mediante la prueba de difusión de Kirby Bauer - ISTOCK/ NICOLAE MALANCEA - Archivo
MADRID, 1 Jul. (EUROPA PRESS) -
Cuando las bacterias son atacadas por antibióticos, no se trata de una lucha individual, según han descubierto investigadores del Baylor College of Medicine (Estados Unidos), Junto con otras instituciones colaboradoras han descubierto que las poblaciones bacterianas trabajan en equipo para sobrevivir a los antibióticos.
El estudio, publicado en la revista 'Science', revela que las bacterias aúnan sus recursos, lo que ayuda a las células quiescentes o latentes a sobrevivir. Estos hallazgos ayudan a explicar por qué algunas bacterias son difíciles de eliminar y sugieren posibles enfoques futuros para mejorar la eficacia de los antibióticos.
"Los antibióticos están diseñados para matar bacterias o impedir su crecimiento. Sin embargo, muchas veces dejan un pequeño grupo de supervivientes", comenta el doctor Christophe Herman, coautor principal y profesor de genética molecular y humana, así como de virología molecular y microbiología en Baylor.
"Estos supervivientes no son genéticamente resistentes; en cambio, desactivan temporalmente ciertas partes de su metabolismo, entrando en un estado latente que les permite resistir el tratamiento y posteriormente proliferar. Comprender cómo se forman y persisten estos supervivientes es un reto fundamental en la lucha contra las infecciones persistentes".
CÓMO SOBREVIVEN LAS CÉLULAS LATENTES
Los científicos saben desde hace tiempo que las bacterias pueden ayudarse mutuamente a resistir los antibióticos compartiendo genes que les confieren dicha resistencia. En el presente estudio, Herman y sus colegas investigaron si las bacterias también podrían compartir directamente proteínas, las máquinas moleculares que realizan la mayor parte del trabajo en las células. Estudios previos habían indicado que las bacterias pueden compartir proteínas, pero la evidencia experimental no era concluyente.
"Para detectar la transferencia de proteínas, diseñamos un sistema sensible utilizando la bacteria Escherichia coli", explica la primera autora, Alice X. Wen, becaria del programa Baylor McNair de formación de científicos médicos (MD/PhD), que trabaja en el laboratorio de Herman.
"Modificamos genéticamente un grupo de bacterias (donantes) para que produjeran una enzima especial llamada Cre, y otro grupo de las mismas bacterias (receptoras) para que contuvieran un "interruptor" genético que solo se activaba si la proteína Cre entraba en la bacteria receptora".
El sistema reveló que, al cultivar juntas las bacterias donantes y receptoras, se producía la transferencia de proteínas, aunque era poco frecuente en condiciones normales. Sin embargo, al exponer las bacterias a niveles bajos y no letales de antibióticos, la transferencia de proteínas aumentaba miles de veces.
"Posteriormente investigamos cómo se transferían las proteínas de una célula a otra", agrega Wen. "Descubrimos que la transferencia seguía ocurriendo incluso después de retirar las células donantes, dejando solo el líquido en el que habían crecido. Esto descartó el contacto directo entre células e indicó que se trataba de una sustancia liberada al medio ambiente".
Mediante la combinación de técnicas bioquímicas y microscopía avanzada, el equipo descubrió que unas diminutas estructuras llamadas vesículas de membrana transportaban las proteínas. Las vesículas parecen pequeñas burbujas formadas por membrana bacteriana que se desprenden de las células y flotan libremente.
Al examinar más de cerca las células receptoras, se observaron claros signos de latencia: estas células redujeron la producción de proteínas, disminuyeron su metabolismo y activaron genes asociados con la persistencia, como HipA. "Las células receptoras con alta actividad de HipA tenían mayor probabilidad de captar vesículas transportadoras de proteínas y sobrevivir al tratamiento con antibióticos", explica Wen. "Cuando se eliminó HipA, tanto la captación de proteínas como la supervivencia disminuyeron".
UNA PISTA CLAVE PARA NUEVOS ANTIBIÓTICOS
La transferencia de proteínas también ayudó a las bacterias latentes a sobrevivir a la exposición a dosis letales de antibióticos tras la transferencia de vesículas; es decir, exponer las células a una mayor concentración de vesículas antes del tratamiento con antibióticos aumentó su supervivencia. Los resultados sugieren que las proteínas transferidas ayudaron a las células latentes a soportar el estrés mientras su propia producción de proteínas se interrumpía.
"Nuestro estudio demuestra que los antibióticos provocan que un grupo de bacterias genéticamente idénticas se diferencie en dos grupos distintos: células donantes que responden liberando vesículas llenas de proteínas, y células receptoras que entran en estado latente pero son capaces de absorber proteínas de las vesículas entrantes, lo que les ayuda a sobrevivir", detalla Herman.
"Este trabajo en equipo permite que los miembros vulnerables de una población bacteriana persistan ante un ataque antibiótico potencialmente mortal", añade.
Los investigadores están interesados en identificar las proteínas presentes en las vesículas que contribuyen a la persistencia de la bacteria en el receptor. Comprender las interacciones entre bacterias donantes y receptores abre nuevas vías en la lucha contra las infecciones crónicas y persistentes.
