Sofisticado sistema de alerta precoz: cómo responden las bacterias a las amenazas
La comprensión es crucial para combatir las infecciones
Investigadores de la Universidad de Basilea han descubierto que las bacterias pueden detectar amenazas con antelación mediante una señal general de peligro. Las bacterias detectan cuando las células cercanas están muriendo y forman proactivamente una biopelícula protectora. Comprender cómo las bacterias se comunican y responden a las amenazas es crucial para combatir las infecciones.
Las bacterias luchan constantemente por su supervivencia, enfrentándose a las amenazas de las células inmunitarias, los antibióticos o los fagos (virus que sólo infectan a las bacterias). A lo largo de la evolución, las bacterias han desarrollado numerosas estrategias para protegerse de estos peligros. Pero, ¿cómo detectan las bacterias posibles amenazas en su entorno y ponen en marcha medidas de protección?
Señal de peligro: Fragmentos de pared celular
En su reciente estudio, los investigadores dirigidos por el Prof. Knut Drescher, del Biozentrum de la Universidad de Basilea, han descubierto que los fragmentos de la pared celular bacteriana, los llamados peptidoglicanos, sirven como señal de alarma que indica peligro en el entorno.
"Estas moléculas actúan como una señal de peligro general reconocida no sólo por congéneres, sino también por bacterias de distintas especies", explica Drescher. "Los peptidoglicanos se liberan cuando las bacterias mueren a causa de fagos o antibióticos".
Mecanismo de protección: Formación de biopelículas
Las bacterias responden a esta señal de peligro produciendo una pequeña molécula de señalización conocida como c-di-GMP, que desencadena la formación de biopelículas. Las biopelículas son complejas estructuras tridimensionales de bacterias vivas incrustadas en una matriz viscosa. "En Vibrio cholerae, el patógeno causante del cólera, incluso una breve exposición a fragmentos de pared celular desencadena la formación de biopelículas", explica Sanika Vaidya, primera autora del estudio. Dentro de la biopelícula, las bacterias se protegen de los ataques de los fagos, las células inmunitarias y los antibióticos.
Estrategia de supervivencia: Alerta entre especies
Los investigadores observaron este comportamiento no sólo en el patógeno del cólera, sino también en otros patógenos peligrosos, a menudo multirresistentes, como Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Staphylococcus aureus y Enterococcus faecalis.
El hecho de que bacterias de distintas especies respondan a la misma señal de peligro sugiere una estrategia universal de supervivencia. "Curiosamente, las células inmunitarias humanas también reconocen fragmentos de peptidoglicano como señal de infección", subraya Drescher. "Esto pone de relieve sorprendentes paralelismos entre los mecanismos de defensa bacterianos y humanos".
Importancia clínica: Prevención de biopelículas
Esta estrategia universal de supervivencia podría explicar por qué las biopelículas desempeñan un papel tan importante en diversos entornos, desde los ecosistemas naturales hasta las infecciones humanas. Sin embargo, el estudio plantea nuevas preguntas: ¿Activan los fragmentos de pared celular otros mecanismos de protección además de la formación de biopelículas? ¿Y cómo pueden aplicarse estos nuevos conocimientos para combatir más eficazmente los patógenos formadores de biopelículas?
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Publicación original
Sanika Vaidya, Dibya Saha, Daniel K. H. Rode, Gabriel Torrens, Mads F. Hansen, Praveen K. Singh, Eric Jelli, Kazuki Nosho, Hannah Jeckel, Stephan Göttig, Felipe Cava, Knut Drescher; "Bacteria use exogenous peptidoglycan as a danger signal to trigger biofilm formation"; Nature Microbiology, Volume 10, 2025-1-3
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