Investigadores suizos han descubierto una innovadora estrategia de algunas bacterias, como salmonella, para convivir con otras en el intestino y hacer frente a los antibióticos. Sin embargo, todavía desconocen cómo el intestino es un entorno ideal para que distintas familias de estos agentes patógenos intercambien información para sobrevivir a esos fármacos.
En un estudio experimental que difunde Cell Host & Microbe, estos investigadores detallan cómo analizaron a un grupo secundario de bacterias.
Ersin Gül, profesor de Microbiología en ETH Zurich, miembro de NCCR Microbiomes y primer autor del trabajo, estudió el comportamiento de la bacteria Salmonella y cepas inofensivas de E. coli, relacionadas entre sí.
Según la teoría clásica, ese intercambio de información entre bacterias no debería ocurrir, ya que las interacciones microbianas impiden que cepas de bacterias estrechamente relacionadas pueblen el mismo lugar al mismo tiempo.
Es bien sabido que el intestino de los mamíferos acoge a millares de especies bacterianas que interactúan estrechamente entre sí para formar comunidades densamente pobladas: la microbiota intestinal.
Estas comunidades proporcionan funciones esenciales a su huésped, incluida la resistencia a las bacterias patógenas. Los especialistas subrayan que, en el intestino sano normal, la microbiota residente previene la colonización de patógenos entéricos por diversos medios, por ejemplo, mediante la competencia por las moléculas de los alimentos.
Y, teniendo en cuenta la Teoría de la exclusión de nichos, resulta muy difícil para bacterias de la misma especie prosperar en un intestino ya colonizado, ya que compiten por las mismas moléculas de alimento.
‘Salmonella’ y antibióticos
En este punto, el profesor Gül recuerda que observaciones recientes “parecen cuestionar esta escuela de pensamiento, mostrando que varios miembros de la familia Enterobacteriaceae pueden coexistir en el intestino”.
Así las cosas, ¿cómo pueden coexistir en el intestino poblaciones de bacterias estrechamente relacionadas con necesidades de nutrientes similares e incluso intercambiar información? ¿Se puede predecir esta situación a partir de los genomas bacterianos?
Este equipo de investigadores de Hardt investigó la dinámica de la coexistencia bacteriana en el intestino. «Nos centramos en comprender cómo un grupo secundario de bacterias puede prosperar cuando hay bacterias residentes estrechamente relacionadas», explica el profesor Gül.
El equipo descubrió que estas bacterias utilizan diversos recursos alimentarios cuando crecen solas. Por el contrario, sólo pueden crecer y coexistir con otra población, de Salmonella o E. coli, si una población utiliza un tipo de molécula alimenticia que la otra no puede consumir (en este caso, galactitol o arabinosa).
Este comportamiento revela una estrategia metabólica utilizada por estas bacterias para evitar la competencia y expandirse en un intestino y, por lo tanto, permite el intercambio de información crítica entre estos microorganismos, incluidos los mecanismos de supervivencia a los antibióticos.
Los hallazgos subrayan el profundo impacto de los componentes dietéticos. Sólo si existen las moléculas alimentarias adecuadas, las bacterias patógenas pueden coinfectar nuestros intestinos e intercambiar resistencia a los antibióticos.
Coexistencia de poblaciones
Utilizando murinos, estos científicos consiguieron explicar que la adición de una fuente de nutrientes específica mejoraba la coexistencia de dos poblaciones de Salmonella y daba como resultado un mayor número de bacterias resistentes a los antibióticos.
En otras palabras, la dieta puede promover involuntariamente la diseminación de genes de resistencia a los antibióticos, al proporcionar fuentes de nutrientes que favorecen selectivamente el crecimiento de poblaciones bacterianas particulares.
«Nuestro estudio sugiere que pequeñas diferencias en la capacidad metabólica a nivel de especie pueden facilitar la sustitución de cepas de microbiota existentes por otras nuevas«, subraya el profesor Gül.
Este investigador participó en otro interesante trabajo que difundió el pasado mes de junio PLOS Pathogens, en el que subrayan que la microbiota y el sistema inmunológico de las mucosas trabajan en coordinación “para proteger nuestro intestino contra infecciones entéricas bajo homeostasis. La desregulación de esta defensa aumenta el riesgo de enfermedades inflamatorias”.
Agentes infecciosos, como Salmonella enterica o Clostridioides difficile, desencadenan respuestas particulares de los neutrófilos, entre ellas abscesos de las criptas o colitis pseudomembranosa.
Se caracterizan -destacan- por una pronunciada afluencia de neutrófilos y formación de agregados en la luz intestinal. Sin embargo, reconocen que “no se comprende bien si estos neutrófilos son protectores o inducen daños”.
