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Jueves, 6 febrero 2014
Microbiología

La "justicia social" bacteriana

La idea de que todos los individuos en una comunidad deben contribuir al sostenimiento de la misma si se están beneficiando de ella es tan universal que incluso las bacterias tienen un sistema que impide que sus congéneres holgazanas disfruten de los frutos del duro trabajo de las demás. Así se ha constatado en una investigación realizada por científicos de la Universidad de Princeton en Nueva Jersey, Estados Unidos.

Las comunidades de bacterias Vibrio cholerae (algunas de cuyas cepas producen el cólera) impiden que sus congéneres holgazanas accedan a nutrientes para cuya obtención no han aportado nada. Las bacterias trabajadoras lo hacen manteniendo el alimento generado por los miembros productivos de la comunidad fuera del alcance de los individuos de V. cholerae que tratan de vivir de los nutrientes ajenos.

Al igual que otras bacterias, las V. cholerae suelen vivir en densas comunidades del tipo conocido como biopelícula. Y, también como otras, las V. cholerae secretan enzimas que descomponen las moléculas de interés de manera que las bacterias puedan nutrirse de los componentes de dichas moléculas. Pero no todos los individuos secretan las enzimas; algunos simplemente se alimentan de lo que generan sus vecinas. El equipo de Knut Drescher, Carey Nadell, Bonnie Bassler, Howard Stone y Ned Wingreen ha encontrado dos mecanismos por los cuales este pillaje se impide.

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Uno de los mecanismos usados por las bacterias estudiadas para evitar el pillaje de las holgazanas se basa en barrer las "sobras" mediante un flujo de fluidos. Las bacterias V. cholerae holgazanas, marcadas en rojo, prosperaban y eran abundantes cuando ese mecanismo antipillaje no funcionaba, en la imagen de la izquierda. Cuando las bacterias vivían en un medio que sí permitía el funcionamiento de dicho mecanismo protector, las V. cholerae trabajadoras, marcadas en amarillo, eran las que prosperaban, mientras que casi ninguna holgazana sobrevivía en la colonia, como se aprecia en la imagen de la derecha. (Imagen: Cortesía de Carey Nadell, Departamento de Biología Molecular de la Universidad de Princeton)

Uno de los mecanismos consiste en que las bacterias trabajadoras producen una gruesa capa a su alrededor, para evitar que los nutrientes se esparzan hasta llegar al alcance de individuos ajenos al trabajo realizado. Una alternativa a esto es el segundo mecanismo descubierto: El flujo natural de fluidos sobre la superficie de las comunidades bacterianas presenta unas características que le permiten barrer las sobras de nutrientes antes de que las bacterias gorronas se nutran de esos productos obtenidos laboriosamente por las bacterias trabajadoras.

Este acto de "justicia social" microbiana, que probablemente es muy común en otras especies de bacterias, no sólo asegura la supervivencia de los miembros más laboriosos de la comunidad bacteriana, sino que también podría ser utilizada en provecho del Ser Humano, concretamente para la agricultura, la elaboración de combustibles y el tratamiento de infecciones bacterianas como el cólera.

Al fomentar esa acción de justicia social bacteriana, los científicos podrían aumentar la eficiencia de cualquier proceso que se base en bacterias para descomponer materiales orgánicos, como por ejemplo materia vegetal destinada a la producción de biocombustibles, o celulosa para la fabricación de papel.

Al tratar una enfermedad infecciosa, la estrategia seria contrarrestar ese mecanismo de justicia social bacteriana, otorgando nutrientes a los individuos que no hacen nada, en detrimento de la nutrición de los individuos más laboriosos en el trabajo de infectar el cuerpo, con lo cual se lograría debilitar la infección.

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