Javier Collado

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CBN. La neumonía que causa el patógeno Pseudomonas aeruginosa ha desarrollado una estrategia de doble vía para colonizar su huésped. Difunde dos células diferentes: esparcidores móviles y adhesivos virulentos. El equipo liderado por el Prof. Urs Jenal en el Biozentrum, Universidad de Basilea, ha descifrado cómo los gérmenes se adhieren al tejido en segundos y se propagan consecutivamente.

El estudio ha sido publicado en «Cell Host & Microbe».

Las células epiteliales de los pulmones (azules) son atacadas y colonizadas por Pseudomonas aeruginosa (amarillo: adhesivos; rojo: esparcidores).

La bacteria Pseudomonas aeruginosa es uno de los patógenos más comunes y peligrosos en los hospitales que causan infecciones graves en los pacientes, como infecciones de heridas, neumonía o meningitis. Durante la primera etapa de la infección, el patógeno necesita unirse de manera efectiva al tejido del huésped al mismo tiempo que se propaga a sitios distantes. En etapas posteriores de la infección, el patógeno debe reajustar su comportamiento para colonizar permanentemente su sistema inmunológico, por ejemplo, mediante biopelículas protectoras.

De la propagación a las células adheridas.

La clave del éxito para P. aeruginosa es su estrategia de colonización perfeccionada. «Durante cada división, el patógeno genera dos tipos de células distintas, una pegatina de ataque y un esparcidor móvil», explica el Prof. Urs Jenal, líder del grupo de investigación en el Biozentrum de la Universidad de Basilea. «El equilibrio entre estos dos tipos es crucial para el patógeno para poder detenerse con éxito en los tejidos y diseminarse rápidamente».

En la fase inicial de una infección, el esparcidor se está moviendo hacia una hélice de células en rotación, llamada flagelo. Los investigadores ahora han descubierto que el flagelo también sirve como un sensor mecánico. «Cuando el flagelo se encuentra con una superficie, las bacterias responden rápidamente produciendo protuberancias adhesivas que sujetan firmemente la bacteria al tejido», dice Jenal. «Nos sorprendió lo rápido que sucedió esto. El estímulo táctil desencadena la producción de la molécula de señalización bacteriana ciclica-di-GMP, que inicia la formación de protuberancias celulares.

De adherirse a la propagación de las células.

Además, los investigadores han podido hacer una diferencia en el área de uno de los siguientes problemas: una célula hija sigue siendo una etiqueta adhesiva que puede dañar el tejido del huésped subyacente, la otra se convierte en un esparcidor que se disemina a sitios distantes. Este proceso también se conoce como división celular asimétrica. «Esto se debe a la distribución asimétrica de las diálisis de GMP cíclicas en la división de células madre», explica el primer autor Benoît Laventie. «Mientras que la célula hija con un alto nivel de di-GMP cíclico permanece unida al sitio de aterrizaje, la celda con bajas concentraciones de di-GMP cíclicas sale de la superficie para colonizar sitios remotos». Por lo tanto, P. aeruginosa sigue un patrón  simple: primero establecerse, luego crecer y finalmente expandirse.

Una táctica inteligente: conquistar y esconder

Sin embargo, hay una ventana de oportunidad limitada para P. aeruginosa. Después de unas pocas divisiones asimétricas, las bacterias vuelven a dividirse simétricamente produciendo descendientes virulentos unidos a la superficie, lo que aumenta la población en los sitios locales de manera exponencial. El patógeno ha cambiado su estrategia y apunta a un establecimiento a largo plazo en el huésped y a escapar de los sistemas de defensa del huésped.

Los investigadores del laboratorio de Jenal especulan que esta estrategia de colonización es de naturaleza general y se puede encontrar en una amplia variedad de células que colonizan de manera efectiva diferentes superficies como piedras, cortinas de baño, tazas de café u órganos humanos.

https://www.biozentrum.unibas.ch/news-events/news/latest-news/bacteria-rely-on-classic-business-model/