La vida social de las bacterias, investigación galardonada

Las bacterias que habitan el cuerpo humano cuentan con una parte fundamental para su correcto funcionamiento. A pesar de ser organismos unicelulares tienen la posibilidad de comunicarse entre ellas con el fin de decidir su siguiente movimiento. De esta forma, las bacterias son capaces de conseguir generar efectos que no podrían alcanzar de manera individual.

Este descubrimiento, el de la comunicación entre organismos unicelulares, se llama quorum sensing o percepción cuórum. Bonnie Bassler y Everett P. Greenberg, los científicos pioneros en el estudio de este fenómeno, recibieron el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica 2023, por el valor de su investigación y el aporte significativo que han hecho a este campo de la ciencia.

Bassler y Greenberg, de forma separada, contribuyeron a entender y demostrar este mecanismo de comunicación. La investigación de Bassler se basó en la bacteria Vibrio harveyi, presente en la vesícula de los calamares, en la cual observó que sólo producía luz cuando se conformaban grandes grupos, mientras que en solitario no. Su descubrimiento fue el mecanismo del quorum sensing: cómo las bacterias de una especie pueden detectar sustancias que emiten ellas mismas o sus congéneres para comunicarse.

Cómo funciona

“Las bacterias utilizan un lenguaje específico, uno químico”, explica René Arredondo Hernández, profesor asociado en la Facultad de Medicina (FM) y egresado del doctorado en Ciencias en el Instituto de Ecología. Segregan sustancias químicas para indicar su presencia a las bacterias que tienen alrededor y así poder actuar en conjunto.

“Tienen receptores para diferentes compuestos y moléculas que producen otras bacterias relacionadas y aquellas que no lo están en absoluto”, expuso Arredondo Hernández. Estos receptores se encuentran en la parte externa de la pared celular de las bacterias, que a su vez traducen la señal que recibieron para activar una respuesta.

Anteriormente se pensaba que los organismos unicelulares eran simples y que respondían únicamente a señales básicas para buscar nutrientes. En general la percepción era que tenían una forma de vida aislada. Sin embargo, ahora se sabe que “pueden tomar decisiones en conjunto para su beneficio, y que éstas van a ser favorecidas a nivel de la escala filogenética” explica René Arredondo.

“Una bacteria podría reconocer cuántas hermanas y primas tiene en el microbioma, también cuántos microorganismos nocivos. Su respuesta será completamente diferente si identifican que deben defenderse, nutrirse o actuar en conjunto”, esclarece el experto.

La bacteria Vibrio cholerae, perteneciente al género en donde se comenzó esta investigación, es un patógeno que emplea la comunicación química para actuar en el cuerpo humano. “Utilizan el quorum sensing para determinar en qué parte del intestino hay suficientes bacterias multiplicándose y comenzar a secretar las toxinas que causan la diarrea aguda del cólera”, expone el académico.

Nueva percepción

“En los últimos años la percepción de la microbioma y microbiota ha cambiado radicalmente nuestro entendimiento de la relación que tenemos con las bacterias”, comenta el experto. El descubrimiento del quorum sensing es una aportación significativa en cuanto a las aplicaciones prácticas que se pueden llevar a cabo en el cuerpo.

Aproximadamente el ser humano tiene 100 trillones de microorganismos y por cada 10 células microbianas existe una del cuerpo humano. “Hay quienes piensan que somos un simbionte, que guardamos más información genética de bacterias que de la genética humana”, agrega Arredondo Hernández.

Algunos de los microorganismos que conforman el microbioma tienen funciones estimulando o entrenando al sistema inmune, producen nutrientes y vitaminas que el ser humano no puede. Aunque no todos son así, existen poblaciones de bacterias que son deseables y otras que, al contrario, podrían ser detrimentales.

“Indagaciones recientes indican que también los virus bacterianos pueden aprovechar el quorum sensing y modificar la microbiota. Aún son estudios en curso que podrían enriquecer todavía más la forma en que vemos el microbioma, de un ecosistema simple a uno cada vez más complejo”, finaliza Arredondo.