Las bacterias estreptocócicas compiten por la "propiedad" del tejido humano

Cepas de bacterias estreptocócicas (en rojo) que compiten por colonizar tejido
NYU LANGONE HEALTH
Publicado 12/12/2018 7:44:32CET

MADRID, 12 Dic. (EUROPA PRESS) -

Un principio bien aceptado en el reino animal, desde las avispas hasta los venados, es que las criaturas que ya ocupan un hábitat casi siempre prevalecen sobre los competidores de las mismas especies que llegan más tarde. Tales luchas internas POR el mismo territorio pueden ser consideradas "derrochadoras" por naturaleza.

Aunque generalmente los mecanismos que permiten a los "propietarios" superar a los "intrusos" involucran a un cerebro que impulsa este tipo de comportamiento, un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Nueva York, en Estados Unidos, ha descubierto que este principio también está en juego en algunas bacterias, las que declaran la "propiedad" del tejido del huésped humano a cepas rivales y sin requerimiento de cerebro.

Los resultados del estudio, publicado en la edición digital de este lunes de 'Nature Microbiology', sostienen que cualquier cepa de 'Streptococcus pneumoniae' que se encuentre en el lugar en los tejidos de un mamífero es la que tiene más probabilidades de prosperar que las 'Strep' que llegan más tarde.

"Con infecciones estreptocócicas que cuestan la vida de casi un millón de niños menores de 5 años cada año en todo el mundo, buscamos con urgencia nuevas formas de vencer a las bacterias al aprender más sobre cómo compiten entre sí", dice el autor principal del estudio, Jeffrey Weiser, presidente del Departamento de Microbiología de la Escuela de Salud Langone de la Universidad de Nueva York.

"Casi todas las clases disponibles de antibióticos se han descubierto al estudiar cómo los microbios matan a los rivales, incluido el mecanismo utilizado por el hongo del pan para matar las bacterias, el cual produjo la penicilina", dice Weiser, también profesor de Patogénesis Molecular.

Dando un paso atrás, estudios anteriores han establecido que las bacterias se involucran con ciertos mecanismos solo cuando una infección madura hasta el punto en que los insectos se han multiplicado más allá de un umbral de densidad de población, conocido como "quórum".

DISTINTOS MECANISMOS CONTRA BACTERIAS DE LA COMPETENCIA

El nuevo trabajo sugiere que entre los mecanismos iniciados por un quórum de estreptococo se encuentran la liberación de dos toxinas: la proteína de unión a colina D (CbpD) y las bacteriocinas inducidas por la competencia (CibAB). Estas toxinas matan a las cepas intrusas que les hacen la competencia. Sin embargo, los propietarios también liberan otros factores que los protegen de sus propias toxinas. Sus familiares recién llegados, que aún no tienen quórum, todavía no tienen sus defensas en su lugar.

Otros estudios han señalado el concepto de que una vez que las bacterias intrusas mueren, explotan y derraman su ADN en el espacio extracelular, lo que permite a las bacterias que las mataron "tomar muestras" de su ADN, arrastrando y usando cualquier gen que ayude al propietario a sobrevivir, o derrotar a los antibióticos. Relacionada con este proceso está la idea de "competencia" o la capacidad de una célula bacteriana de incorporar ADN extraño, una función que está regulada en el estreptococo por un conjunto de genes llamado el regulón de la competencia.

Al juntar todos estos factores, el nuevo estudio encuentra que el mecanismo que confiere ventajas a las cepas propietarias es, de hecho, la producción inducida por el quórum, la competencia inducida por el regulón y la liberación de bacteriocinas como CibAB para matar a los competidores recién llegados.

Los autores citan el ejemplo de los ciervos machos, que han evolucionado para resolver disputas territoriales con exhibiciones físicas, incluidos rugidos agresivos, en lugar de pelear, que pueden dañar a toda la manada. El equipo utilizó modelos matemáticos para respaldar la idea de que la activación de la competencia tiene un papel importante en la competencia por el dominio, incluso para las presiones con diferentes ventajas competitivas, y el dominio del propietario se manifiesta rápidamente.

En tan solo seis horas, por ejemplo, los investigadores descubrieron que la presencia de la cepa propietaria inhibía la presencia a largo plazo de intrusos de la misma especie (o "colonización") en las vías respiratorias de los ratones, incluso cuando las dos cepas competidoras tenían los mismos genes.