martes, 11 de diciembre de 2012

Bacterias altruistas con espíritu navideño: hacen el último sacrificio por el bien común de la población

En condiciones de estrés las bacterias son capaces de entrar en un estado que se denomina muerte celular programada, un conjunto de reacciones bioquímicas que llevan a la lisis de la bacteria. No está claro qué ventajas puede tener para la bacteria elegir morir o “suicidarse” en esas condiciones adversas. Algunos investigadores han sugerido que la muerte celular programada de algunas células proporciona unos beneficios al resto de la población que sobrevive, pero hasta ahora ha sido muy difícil comprobar experimentalmente esta hipótesis.
  Existen varios ejemplos de comportamiento “altruista” bacteriano: Streptococcus pneumoniae se lisa y libera una toxina que favorece que el resto de la población de estreptococos invada los tejidos; la lisis de Salmonella typhimurium causa inflamación en el huésped que a su vez mata la microbiota normal y reduce la competencia que se encuentran otras salmonelas.


Un grupo de investigadores han realizado un original trabajo en el que demuestran que las bacterias son capaces de sacrificarse ellas mismas por el bien de la población bacteriana, es decir, que la muerte celular programa supone una ventaja para la supervivencia de la población.


Para generar una población que les permita investigar experimentalmente la muerte celular altruista en bacterias, los autores han modificado genéticamente Escherichia coli, introduciéndole dos sistema genéticos extra. El primero consiste en una enzima lítica (capaz de matar la bacteria) que es inducida por un antibiótico (6-APA). La cantidad de antibiótico puede regularse experimentalmente, lo que supone un medio de modular el estrés ambiental que sufre la bacteria. De esta manera se  regula la muerte o lisis de la bacteria según la concentración del antibiótico. El segundo sistema consiste en otra enzima (BlaM) inducible también y capaz en este caso de romper el antibiótico. Esta enzima BlaM se produce y se almacena dentro de la bacteria, por lo que solo es liberada de la célula cuando esta se rompe y muere. Así, al morir la célula libera el enzima BlaM que rompe el antibiótico 6-APA que está en el exterior e impide la activación del enzima lítico. Por tanto, en este sistema la muerte de una célula beneficia al resto de supervivientes.


Además, este sistema permite estudiar otro fenómeno sorprendente que se conocía en las poblaciones bacterianas, el denominado efecto “Eagle”: cuando la concentración de un antibiótico es muy alta, el número de bacterias que sobreviven comienza a aumentar en vez de disminuir o, lo que es lo mismo,  las bacterias parece que crecen mejor cuando son tratadas con altas concentraciones de antibióticos. Regulando los dos sistemas independientemente, los autores han encontrado una concentración de antibiótico a la cual la población de bacterias puede realmente crecer mejor, gracias a la compensación entre ambos sistemas.


Estos resultados nos permiten entender mejor el fenómeno de la resistencia a los antibióticos que debe estudiarse desde un punto de vista colectivo, no de la bacteria individual, sino como un fenómeno poblacional potenciado por las interacciones entre las bacterias. Si no, las terapias diseñadas para matar bacterias individuales pueden tener efectos no deseados en la población microbiana en su conjunto. 

Tanouchi, Y., et al. (2012). Programming stress-induced altruistic death in engineered bacteria Molecular Systems Biology, 8 DOI: 10.1038/msb.2012.57

3 comentarios:

  1. No conocía su página. He accedido a ella desde un sinuoso camino, a través de otros blog de ciencia, y a su vez desde Meneame.
    Ciertamente resulta interesante para un leguleyo como yo en estos ámbitos, y a mayor abundamiento persona de letras puras, pero apasionada con el conocimiento en general y particularmente con el científico, encontrar artículos de su cariz: sucintos, claros y con el rigor necesario y justo que impide caer en el artículo periodístico que a mi juicio incurren otros blogs y en el artículo críptico de las revistas especializadas fuera del entendimiento mundano del común.

    Soy lector de revistas de divulgación científica desde hace muchos años, tales como Scientif American o La recherche y agradezco este feliz complemento que a las mismas aporta ahora internet con página como la suyal.

    Ojala que entre las personas de letras, y en general para todos aquellos que desconocen la ciencia, incluidos muchas personas de formación científica pero condenados a la superespecialización tan dañina, la existencia de este blog y de otros similares en la red y en otros medios de información, acaben con ese inmenso y cada vez mayor abismo que se ha ido generando entre el común de los ciudadanos y el conocimiento científico, y que está abocando lamentablemete a crear un sesgo cultural inmenso y un deficit de pensamiento crítico de interés para las elites dominantes muy difícil de suprimir.

    Gracias.

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    1. Estimado amigo anónimo,
      muchas gracias por tus estimulantes palabras, me alegro mucho de que te guste! Saber que hay alguien "ahí detrás" es animante. Mi propósito (que empezó como afición y cada vez me apasiona más) es contribuir a acercar la ciencia, y en concreto el mundo de los microbios, a la gente. Estoy convencido de que si los que nos dedicamos a la ciencia lo hacemos bien se perderá ese miedo o incomprensión que genera la ciencia y, sobre todo, estimularemos a que la gente joven quiera dedicarse a esto. Además, divulgar ciencia es otra manera de devolver a la sociedad lo que invierte en investigación, es parte de nuestro compromiso y responsabilidad.
      Muchas gracias de nuevo y ... nos vemos en el ciberespacio! ;-)

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