¿Sabías que… las bacterias “sienten” y se comunican?

«…las señales luminosas (ondas ultravioletas, infrarrojos, visibles) las acústicas (recuérdese la actividad de los ultrasonidos) magnéticas, ionizantes…, es decir, señales físicas pueden ser captadas con diferentes consecuencias según la especie bacteriana…»

Son sobradamente conocidos los fenómenos de recombinación genética como son la conjugación, la transducción o la transformación. Estaremos de acuerdo que es la forma más segura y eficaz de transferir información codificada en el ADN, de unas bacterias a otras. Pero no es la única forma. Si decimos que las bacterias sienten y se comunican, el asunto puede ser más discutible. Toda información, indistintamente de cómo se obtenga, es fundamental para adaptarse a las más diversas circunstancias, es decir, resistir para sobrevivir, premisa de todos los seres vivos entre los que las bacterias son “maestras”.

Para hablar de comunicación es preciso aclarar algunos puntos. Cuando nos referimos al mundo microbiano debemos asumir que en un ecosistema, mibrobiota o infección existen muchas especies, lo que quiere decir que la comunicación se produce entre individuos de una o varias especies. El intercambio de información se produce por transferencia genética tanto verticalmente (a las células hijas) como horizontalmente a células de la misma y de otras especies. Otros fenómenos fundamentales, curiosos, llamativos y de alta eficacia, son los mediados por códigos de señales microbianos de los que se conoce relativamente poco.

La comunicación es una base fundamental en la explicación de la ecología, la patogenia infecciosa y el control de la infección. La organización celular de los biofilms, la multiplicación, producción de metabolitos tóxicos, la resistencia al medio humano y a los biocidas son coordinadas y mediadas por códigos de señales. Como ocurre con los seres superiores, el sorteo de peligros, la búsqueda de nutrientes y las condiciones para la multiplicación, la adaptación biológica en suma, se realiza sintiendo el entorno y respondiendo.

Sobre la forma de sentir y comunicarse conocemos algunos requisitos que pudiéramos separar en apartados o etapas. Por un lado las señales luminosas (ondas ultravioletas, infrarrojos, visibles) las acústicas (recuérdese la actividad de los ultrasonidos) magnéticas, ionizantes…, es decir, señales físicas pueden ser captadas con diferentes consecuencias según la especie bacteriana. Algo similar ocurre con las señales químicas; cambios iónicos (pH), presión osmótica, etc. Las señales físico-químicas actúan como cualquier factor biológico según especificidad e intensidad: bajas concentraciones son inocuas, intermedias son estimuladoras y altas son lesiónales.

En otro sentido se requiere receptores más o menos específicos que reciban las señales y transmitan la información al interior de célula. Por su importancia se otorgó el Premio Nobel de Química 2012 a Kobilka y Lefkowitz que observaron como los receptores beta adrenérgicos para la adrenalina estaban acoplados a las proteínas G. Los receptores son similares, según sus estudios, a los de captación de la luz por el ojo y los del olfato. Destacan que entre un 3 y un 5% de los genes humanos están dedicados a que las células “sientan” su entorno para lo que la naturaleza dispone de sistemas universales.

Por tanto pensamos que los tipos de receptores bacterianos específicos para anticuerpos, fagos, tóxicos, adhesinas… no son tan específicos y que dependerán mas bien de la señal que se transmita al interior de la célula. Las señales provocan la producción de efectores o la reacción correspondiente. Tenemos ejemplos como PSTérmico, reacción a la tensión de oxígeno, reacción hambre-depleción, SOS de reparación, o la producción de pigmentos en algunas especies que a su vez reflejaran la luz a diferentes longitudes de onda.

Además tienen una extraordinaria capacidad para emitir señales que informan a la población del entorno como la superóxido dismutasa, destruyendo el oxígeno del ambiente y produciendo H₂O₂, la producción de bacteriocinas, antibióticos o metabolitos volátiles, que nosotros captamos a través del olfato y que tienen que tener algún objetivo de información para su entorno.

Sobre los efectores, proliferan los estudios de quorum sensing, expresado mediante proteínas muy parecidas en las especies estudiadas que dan la señal de concentración crítica para el inicio de una infección. En resumen, las afinidades (congregaciones, biofilms, etc.) los tropismos celulares (E. coli uropatógeno, patógenos respiratorios…), virulencia, toxicidad, resistencia etc. son algunas de las consecuencias conocidas.

Todo lo citado anteriormente corresponde a factores y fenómenos conocidos, pero es importante tener claro que los microorganismos patógenos no son entes aislados. Si pretendemos ejercer un control efectivo, debemos considerarlos formando poblaciones que interaccionan en cascada y de forma “inteligente” produciendo la infección. Es la razón por la que la conjunción de medidas de defensa, neutralizadoras, terapéuticas, profilácticas etc. dan siempre mejores resultados. Lamentablemente, del “lenguaje y sentimientos” del mundo microbiano solo conocemos “versos sueltos”.