Truco de supervivencia: un patógeno aprovecha la fuente de hierro de las células inmunitarias
"Sólo si conocemos los trucos de los patógenos podremos contrarrestarlos y luchar eficazmente contra las infecciones"
El organismo se protege de los patógenos privándoles del hierro vital. Sin embargo, esta estrategia no siempre funciona con la salmonela. Investigadores de la Universidad de Basilea han descubierto que estos gérmenes buscan específicamente regiones ricas en hierro en las células inmunitarias y se multiplican allí. Los hallazgos sobre cómo los patógenos socavan las defensas inmunitarias son importantes para combatir las infecciones.
Salmonella (amarillo) en una vacuola (azul) en una célula de alimentación.
Universität Basel, Biozentrum
Nuestro cuerpo mantiene a raya a los patógenos privándoles de nutrientes importantes como el hierro. El hierro es esencial para todos los organismos vivos. Si las bacterias no disponen de suficiente hierro, dejan de crecer y multiplicarse, por así decirlo. Los agentes patógenos no pueden propagarse más y la infección queda contenida.
Sin embargo, no todos los patógenos pueden ser engañados tan fácilmente, como han descubierto en ratones unos investigadores dirigidos por el Prof. Dr. Dirk Bumann, del Biozentrum de la Universidad de Basilea. En su estudio, publicado ahora en la revista Cell Host & Microbe, demuestran que algunas bacterias se esconden específicamente en las pocas células del cuerpo que contienen niveles especialmente altos de hierro. Sin ser molestados por la defensa inmunitaria, los patógenos pueden multiplicarse en estos nichos ricos en hierro.
La falta de hierro como estrategia de defensa
En su trabajo, los investigadores analizaron la salmonela, conocida por causar la fiebre tifoidea. Para eludir las defensas inmunitarias, los gérmenes anidan en los fagocitos del organismo. Sin embargo, estos llamados macrófagos se defienden de los intrusos: retiran el hierro del escondite de la salmonela con ayuda de la proteína transportadora NRAMP1. Este tipo de privación de nutrientes es una probada estrategia de defensa de nuestro organismo. Pero las salmonelas han encontrado un resquicio.
"Nos sorprendió que la carencia de hierro apenas afectara a la población de salmonelas en su conjunto. En realidad, no había ninguna explicación para ello", afirma Bumann. "Sólo nuestras investigaciones a nivel celular individual mostraron que una proporción significativa de salmonelas busca específicamente macrófagos ricos en hierro". De hecho, las salmonelas suelen atacar a los macrófagos del bazo, que descomponen los glóbulos rojos viejos o dañados. Como los glóbulos rojos contienen grandes cantidades de hierro, los lugares de degradación son muy ricos en hierro. Es precisamente esta fuente de hierro la que aprovechan las salmonelas.
Las bacterias utilizan nichos ricos en hierro
"Hemos descubierto dos poblaciones de salmonelas en los macrófagos del bazo. Un grupo vive en zonas pobres en hierro y literalmente vegeta allí", explica Bumann. "La segunda población se localiza en las vesículas, donde se descomponen los glóbulos rojos".
También allí la bomba NRAMP1 elimina el hierro, que luego se recicla. Sin embargo, la cantidad de hierro allí es extremadamente alta. "Aunque se bombee más del 99% del hierro, la cantidad restante es suficiente para que los patógenos sigan multiplicándose", afirma Bumann. Son estas bacterias bien abastecidas las que dominan el proceso de infección.
Competencia entre huésped y patógeno
Esta heterogeneidad dentro de un foco de infección es crucial para que la Salmonella sobreviva en el huésped y siga propagándose. El estudio también muestra la capacidad de adaptación de los patógenos y cómo pueden socavar incluso los mecanismos de defensa más sofisticados.
Los resultados aportan información importante sobre la dinámica -la competencia- entre el huésped y el patógeno. "Nuestro trabajo también demuestra lo importante que es comprender las infecciones a nivel de cada célula", afirma Bumann. "Sólo si conocemos los trucos de los patógenos podremos contrarrestarlos y luchar eficazmente contra las infecciones".
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