sábado, 23 de junio de 2012

“Inteligencia emocional” microbiana: cómo las bacterias se adaptan al ambiente


Algunos definen la inteligencia emocional como la capacidad de controlar nuestras emociones para interactuar mejor con los demás y adaptarnos a todo tipo de situaciones. Las bacterias también son capaces de adaptarse a los cambios ambientales. Los microorganismos patógenos  se encuentran con distintos estímulos ambientales a lo largo de su vida. Por ejemplo, para muchos patógenos un cambio muy importante es la temperatura: no es lo mismo vivir en el exterior a una temperatura ambiente de 18ºC que dentro de un huésped a 37ºC, donde además la bacteria se encuentra con una multitud de factores en contra suya como el sistema inmune u otros sistemas de defensa. Por eso, las bacterias han desarrollado mecanismos para saber y enterarse dónde se encuentran y poder cambiar su comportamiento (la expresión de sus genes) y adaptarse según el ambiente: la temperatura, la acidez o el pH, los nutrientes disponibles, ....

Las bacterias regulan coordinadamente cambios o modificaciones de su envoltura celular, lo que les permiten sobrevivir en distintos ambientes y les proporcionan ventajas para adaptarse dentro el huésped. Se facilita así su capacidad de colonizar, de localizarse en determinados tejidos y de evitar el sistema inmune. Una molécula muy importante de la envoltura celular de las bacterias es el lipopolisacárido (LPS). Ahora un grupo de investigadores han publicado en PNAS un trabajo en el que demuestran cómo las bacterias son capaces de modificar y remodelar la estructura de esta molecular como estrategia para adaptarse a cambios ambientales. 


El lipopolisacárido (LPS) bacteriano o endotoxina es una molécula muy compleja que solo aparece en la naturaleza en la membrana externa de las bacterias Gram negativas. El LPS consta de varias partes: una cadena de azúcares (el antígeno O y el núcleo) y parte lipídica (el lípido A)
con ácidos grasos.

Los investigadores han trabajado con Francisella tularensis, una bacteria que se trasmite a los hombres normalmente por contacto con roedores y que produce la enfermedad infecciosa de la tularemia. Han demostrado cómo esta bacteria es capaz de regular modificaciones en el LPS por efecto de la temperatura. En concreto, la bacteria posee unos genes que según la temperatura modifican la composición de ácidos grasos del lípido A del LPS: a 18ºC un gen se encarga de incorpora ácidos grasos más cortos al LPS, mientras que a 37ºC otro gen distinto incorpora ácidos grasos más largos.  Estos cambios, aunque parecen muy pequeños, afectan muchísimo a la bacteria: aumentar la longitud de los ácidos grasos del lípido A a bajas temperaturas puede proteger a la bacteria de las condiciones externas, mientras que disminuir la longitud puede permitir a la bacteria evadir la detección por el sistema inmune del huésped. Estos pequeños cambios alteran las propiedades de su membrana como la permeabilidad, la susceptibilidad a sustancias bactericidas y a los antibióticos. Además, las bacterias mutantes en estos genes que controlan la estructura del LPS son menos virulentas en los experimentos con ratones.

Se trata por tanto de un sistema de control fino de la estructura de la envoltura celular según el ambiente: pequeños cambios en la longitud de los ácidos grasos del lípido A del LPS. Estas modificaciones afectan a la integridad de la membrana externa, a la susceptibilidad a sustancias antibacterianas como los antibióticos y al sistema inmune, y a la virulencia de la bacteria. Por tanto, modificar el LPS en respuesta a estímulos ambientales es un mecanismo de adaptarse al ambiente, como puede ser el interior del organismo que infectan. Un ejemplo de que también las bacterias tiene la capacidad de controlar sus “emociones” para interactuar mejor y adaptarse a todo tipo de situaciones: inteligencia emocional.

LPS remodeling is an evolved survival strategy for bacteria.Li,  Y., et al. Proc Natl Acad Sci USA. 2012. 109(22):8716-21.




3 comentarios:

  1. Siempre es divertido caminar sobre la fina línea que separa adaptación de selección. Lo "bueno" de las bacterias es que, a su ritmo, casi les da igual arre que so en esa discusión: Individualmente seleccionadas, colectivamente adaptadas. No sé a qué esperan los sociobiólogos para hincarles el diente. Nos esperan tiempos interesantes... para cuando, como SkyNet, las colonias adquieran conciencia de sí mismas ;-)
    AH.-

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  2. Buen artículo. En realidad andaba buscando información sobre la prueba LAL y encontré este artículo por error. Felicidades me gustó mucho tu explicaciones está todo bien detallado y fácil de entender.

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