La Ciencia explicada: Los patógenos tienen ventaja

Salmonella typhymirium es una bacteria patogénica común del tracto digestivo, causante de inflamación, vómitos y diarrea. Como todos los patógenos, necesita sobrevivir al sistema inmune para establecer una infección exitosa, y al mismo tiempo, superar la competencia de los demás microorganismos que viven en el intestino. Cuando el sistema inmune detecta la presencia de patógenos, monta una respuesta inflamatoria, y al igual que otros patógenos S. typhymirium, sobrevive gracias a proteínas efectoras que libera en su víctima. Sin embargo, no era sabido como esta bacteria puede reproducirse más rápido que otros microorganismos. Con una serie de elegantes experimentos, Winter et al. (2010) demostraron que la bacteria utiliza a la respuesta inmune de su víctima para generar más energía y así dividirse con mayor velocidad.

Desde hace casi un siglo era sabido que S. thyphymirium puede usar tetrationato (S₄O₆^2-) en lugar de oxígeno como aceptor de electrones durante la respiración celular, esta habilidad es conferida por los genes ttrSR ttrBCA, pero se suponía irrelevante para la infección, ya que normalmente no se encuentra tetrationato en el tracto digestivo. Sin embargo, lo que si se encuentra es aćido sulfhídrico (H₂S) que es producido por la flora intestinal, y convertido a tiosulfato (S₂O₃^2-) por la mucosa intestinal; este compuesto, puede ser convertido a tetrationato en presencia de un agente oxidante, como los radicales libres de oxigeno (ROS), que son producidos durante la respuesta inflamatoria.

Diagrama que muestra como se forma tetrationato en el tracto digestivo.

Los investigadores entonces demostraron que sí se produce tetrationato durante la respuesta inflamatoria, pero no en ausencia de la misma, y eliminando los genes para el uso de tetrationato, demostraron que estos sólo confieren una ventaja durante la respuesta inflamatoria. Estos resultados, permiten inferir que la capacidad de utilizar tetrationato le da la ventaja a S. typhimirium frente otros organismos, y esta ventaja es maximizada en las condiciones anaerobias del epitelio intestinal, ya que ante la ausencia de oxígeno, la capacidad de sustituirlo por otro compuesto es extremadamente útil.

Un corolario de esta conclusión, es que a la bacteria no le conviene pasar completamente desapercibida del sistema inmune, ya que requiere del mismo para superar a otros competidores de su ambiente.

Los patógenos han desarrollado a lo largo de la evolución, muchas y muy variadas estrategias para evadir y sobrevivir al sistema inmune, pero un aspecto que ha recibido menos atención, es la necesidad de superar la competencia de la microflora natural del organismo hospedero. Este trabajo demuestra que los patógenos no sólo sobreviven la respuesta inmune, sino que la utilizan para obtener una ventaja adaptativa frente a los demás organismos presentes. Esto representa un avance conceptual importante, y que podría tener aplicaciones médicas, por ejemplo: ya que los genes para el uso del tetrationato se encuentran sólo en patógenos del intestino, son buenos candidatos para desarrollar drogas contra ellos.

Referencias: