La bacteria del cólera forma una agresiva biopelícula para acabar con las células inmunitarias
El estudio aporta nuevos conocimientos sobre las estrategias de infección de los patógenos
Las bacterias aprovechan el poder de las comunidades. Un grupo de investigación de la Universidad de Basilea ha descubierto ahora que el patógeno bacteriano que causa el cólera forma un nuevo tipo de comunidad bacteriana en las células inmunitarias: una agresiva biopelícula letal para las células. El estudio, publicado recientemente en la revista Cell, aporta nuevos conocimientos sobre las estrategias de infección de los patógenos.
El patógeno del cólera Vibrio cholerae (azul) forma una biopelícula agresiva en la superficie de las células inmunitarias (rojo).
University of Basel, Biozentrum
Muchas bacterias adoptan una fascinante estrategia de defensa formando comunidades en superficies, conocidas como biopelículas. Encontramos biopelículas de este tipo en nuestra vida cotidiana, por ejemplo, como placa dental en la boca, películas viscosas sobre piedras en el agua o incluso como parte de nuestra flora intestinal. Las biopelículas bacterianas son intrínsecamente tolerantes a los antibióticos y pueden suponer una amenaza importante en entornos clínicos cuando colonizan implantes, catéteres o instrumentos quirúrgicos. Esta colonización permite a los patógenos infiltrarse en nuestro organismo y desencadenar infecciones difíciles de combatir por el sistema inmunitario y con antibióticos.
Antes se suponía que las bacterias formaban biopelículas para defenderse y protegerse. El equipo de investigación dirigido por el profesor Knut Drescher, del Biozentrum de la Universidad de Basilea, ha demostrado ahora, en su estudio "Cell" publicado recientemente, que las bacterias forman biopelículas en la superficie de las células inmunitarias. Este tipo de comunidad hasta ahora desconocida difiere de las biopelículas bacterianas ya conocidas no sólo en su estructura, sino también en su función: en lugar de tener una finalidad protectora, esta biopelícula es agresiva.
Malla en lugar de la típica matriz viscosa
El equipo de Drescher ha descubierto este novedoso tipo de biopelícula en el patógeno Vibrio cholerae, causante del cólera. Esta bacteria coloniza diversas células inmunitarias del huésped humano.
Para comprender mejor la formación de biopelículas en las células inmunitarias, los investigadores se centraron en cierto tipo de células fagocíticas, los llamados macrófagos. "Las bacterias que se encuentran accidentalmente con un macrófago se adhieren a la superficie de la célula mediante una especie de 'palpador'", explica la Dra. Lucia Vidakovic, primera autora del estudio. "Posteriormente, las bacterias empiezan a dividirse y entrelazan sus apéndices parecidos a antenas". La estructura de la matriz extracelular de este tipo de biopelícula es, por tanto, fundamentalmente distinta de las conocidas hasta ahora, en las que las bacterias suelen estar incrustadas dentro de una matriz viscosa formada por azúcares y proteínas.
Biopelículas en células inmunitarias: agresión en lugar de defensa
Con el tiempo, las biopelículas producidas por el patógeno del cólera envuelven completamente a los macrófagos, provocando la muerte celular. "La comunidad bacteriana ataca y mata activamente a las células inmunitarias. Sin embargo, al principio no entendíamos el mecanismo exacto", afirma Vidakovic. "Para resolver este rompecabezas, investigamos meticulosamente las 14 toxinas conocidas producidas por el patógeno del cólera y finalmente pudimos identificar la hemolisina como la culpable". Esta toxina forma poros en la membrana protectora de las células inmunitarias, matándolas.
El cólera es una enfermedad infecciosa potencialmente mortal que causa diarrea grave. Como el ser humano es el único huésped del patógeno del cólera, los científicos crearon un modelo de organoide intestinal humano. Utilizando este modelo, pudieron demostrar que Vibrio cholerae es capaz de formar biopelículas letales en los macrófagos tras colonizar y alterar la barrera intestinal humana.
"Esta novedosa estrategia de ataque, empleada por la bacteria, puede afectar significativamente a la progresión de la infección por cólera", añade Knut Drescher. "En un siguiente paso, pretendemos explorar si otros patógenos también forman biopelículas tan agresivas". Descifrar las estrategias de los patógenos bacterianos es crucial para el desarrollo de nuevos enfoques para combatirlos."
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