El lenguaje de las bacterias

Las bacterias son organismos muy sencillos, unicelulares con una sola molécula de ADN, es decir, un único cromosoma. Tienen poco más de unos cientos de genes, a diferencia de nuestros cerca de 20,000. Debido a esta sencillez, por muchos siglos se han entendido las bacterias como organismos extremadamente simples, primitivos y asociales, que incorporaban nutrientes del medio, doblaban su tamaño, se dividían y vuelta a empezar, sin conocimiento  de la voluntad del resto de bacterias.

Si tenemos en cuenta que cada humano presenta unas 10 células bacterianas por cada célula propia, éstas han de tener un papel significativo en el organismo. Y, de hecho, lo tienen. Las bacterias, famosas por su mala prensa al ser causantes de algunas enfermedades, son a la vez esenciales para la vida: forman una especie de escudo que nos protege de agresiones externas, nos facilitan la digestión de alimentos y entrenan a nuestro sistema inmunitario para mantener otras bacterias perjudiciales a raya. ¿Cómo son capaces de tanto si las hemos definido como unicelulares, asociales y primitivos? 

Imaginemos una guerra. Un único soldado, en este contexto, es capaz de muy poco. Si él solo decidiera cargar y hacer frente al otro bando rápidamente sería arrasado. Es necesaria una actuación en equipo, un ejercito coordinado para llevar a cabo la batalla con éxito.

Lo mismo las bacterias. Además, resulta que no son tan primitivas como se pensaba, sino que se comunican entre ellas con un lenguaje químico. Por ejemplo, si una bacteria penetra en nuestro organismo, antes de intentar atacarlo ella sola, activando todos los genes implicados y arriesgándose a que el sistema inmunitario la detecte y la elimine, se dedica a sintetizar una sola molécula muy sencilla que libera en el medio continuamente. A la vez, ella misma tiene receptores para esta molécula pero lo que es capaz de sintetizar una única bacteria no es suficiente para activar estos receptores. Sólo cuando la densidad de población llegue a unos mínimos, la concentración de estas moléculas será suficiente. Esta señal avisará a la bacteria de que la población es lo suficientemente numerosa como para llevar a cabo acciones conjuntas. 

A este mecanismo de control de la expresión de los genes dependiente de la densidad celular se le llama quorum sensing. No sólo se da en bacterias: la respuesta a hormonas y a feromonas es un tipo de quorum sensing, pero sorprende que se dé también en bacterias.

Sorprendente fue también descubrir que cada especie segrega dos tipos de moléculas (y sus respectivos receptores): una molécula específica de especie, para mantener conversaciones privadas entre sus iguales, y otra universal al resto de bacterias. La utilidad de esto es conocer la densidad de la propia especie frente a otras poblaciones, es decir, ver si tiene competencia en un hábitat o si se encuentra en mayoría. Esto determinará, por ejemplo, la activación de la síntesis de antibióticos para eliminar otras especies de bacterias que estén compitiendo por el alimento.

¿Se pueden manipular estas conversaciones?¿Podemos confundir los mensajes para evitar infecciones? Sintetizar compuestos análogos a estas moléculas que inhiban la comunicación bacteriana o añadirlos a la pasta de dientes para inhibir las bacterias causantes de caries. Y no sólo pensando en las bacterias "malas", ¿Podríamos enviar señales para estimular nuestra flora intestinal? Está de camino. Estos mecanismos de saboteo de los mensajes ya se dan en la naturaleza y entre distintas especies de bacterias segregan compuestos que anulan los mensajes de las otras. Actualmente se han aislado distintos compuestos que presentan actividad protectora frente a infecciones en experimentos con ratón pero no se han probado como fármacos en humanos. 

El quorum sensing permite hacer de las bacterias un "organismo multicelular". El estudio de estos mecanismos contribuye también a entender mejor como funcionan las células de nuestros distintos órganos y su organización en el cuerpo.

Bacteria, por Casandra