La vida social de las bacterias, premio Princesa de Asturias 2023
Son muchos los que imaginan que las bacterias son microorganismos unicelulares solitarios que viven aislados, flotando en suspensión, seres tristes y aburridos. Pero nada más lejos de la realidad. En realidad, la inmensa mayoría de las bacterias habitan en comunas, se comunican entre sí y son muy promiscuas( se intercambian genes entre sí con mucha facilidad). Además, habitan en superficies formando lo que se denomina tapiz, biofilm o biopelícula. Se trata de conglomerados de bacterias, y otros microorganismos, que cohabitan en una matriz común, generalmente atrapados en una especie de moco pegajoso de polisacáridos y proteínas. De este modo los encontramos en la naturaleza, formando microcolonias de millones de individuos juntos en el suelo, en el curso de un río, alrededor de las raíces de las plantas, o dentro de nosotros en el epitelio del intestino o en las encías de nuestra boca. La vida en comunidad tiene sus ventajas. Supone un sistema de autodefensa: las bacterias de una biopelícula son más resistentes a las agresiones externas, aguantan mejor y se facilita su propagación. Por ejemplo, son mucho más resistentes a los antibióticoso al sistema inmunitario.
Comunicación entre bacterias
Además de estar juntas, las bacterias se comunican entre sí. Las bacterias son chismosas y susurran entre ellas, tienen su idioma propio. Saben que están en grupo y hacen cosas que no harían cuando están solas (más o menos como tu hijo o hija adolescente). Se trata de un fenómeno llamado quorum sensing: saben cuándo hay quórum suficiente para realizar una nueva función todos juntos. La detección del quórum es un mecanismo para evaluar la densidad de población. Muchas bacterias emplean este sistema para asegurarse de que hay suficientes antes de iniciar una actividad que requiere un cierto número de individuos para funcionar eficazmente. A modo de ejemplo, una bacteria que libera una toxina no tendrá ningún efecto si es la única que la libera, es una pérdida de tiempo y energía. Sin embargo, si hay muchas bacterias juntas, la liberación coordinada de esa toxina puede tener un efecto devastador. Las bacterias liberan al exterior una señal o molécula inductoraque se difunde a su alrededor. Si hay muchas bacterias alrededor, la concentración de inductor en el medio será muy alta, y podrá entrar en el interior de la célula. El inductor en el interior de la célula actuará como señal para activar o desactivar la expresión de un determinado gen o función. Si hay pocas células, habrá poco inductor y no tendrá ningún efecto. Sólo si hay un número suficiente de bacterias, si hay quórum, se activará el sistema. De este modo tan sencillo pero elegante, las bacterias se comunican entre sí y son capaces de producir y liberar desde polisacáridos para formar biopelículas hasta toxinaso enzimas bioluminiscentes que producen luz.
La microbiota
Las bacterias también comunican e interactúan con nuestras células. En nuestro propio cuerpo hay miles de millones de microorganismos (no sólo bacterias, sino también virus, hongos, levaduras y otros) que viven en nuestro interior y en nuestra piel. Esto se conoce como microbiota. Formamos un ecosistema lleno de millones de interacciones entre estos microorganismos (en su mayoría bacterias) y nuestras células. Actualmente todos sabemos que somos superorganismos y que por cada célula humana tenemos al menos una bacteria en nuestro cuerpo: somos mitad humanos, mitad bacterias. Además, existen más de 10.000 tipos diferentes de especies bacterianas. Cada persona tiene además su propia «firma microbiana» o microbiota: las bacterias que yo tengo son diferentes de las tuyas. Una microbiota amplia y diversa es sinónimo de salud. La microbiota intestinal, por ejemplo, activa y entrena nuestro sistema inmunitario, evita que seamos colonizados por otros microorganismos patógenos, mantiene y favorece la barrera intestinal, regula el proceso inflamatorio, degrada las sales biliares y otros compuestos, produce ácidos grasos de cadena corta, vitaminas, neurotransmisores y hormonas, etcétera. Cuando por cualquier motivo se altera esta comunicación o equilibrio entre nuestras células y la microbiota, lo que se denomina disbiosis, las consecuencias para nuestra salud son muy negativas. Se han descrito más de 300 enfermedades relacionadas con una alteración o cambios en la microbiota: desde obesidad, diabetes, enfermedades autoinmunes o inflamación intestinal hasta depresión, autismo o Alzheimer. Con frecuencia no sabemos si este cambio en la microbiota es la causa o el efecto de la enfermedad, pero cada vez hay más pruebas de que existe una relación entre ambos.
Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica 2023
Este año el Premio Princesa de Asturias acaba de ser concedido a los microbiólogos Jeffrey I. Gordon y Peter Greenberg, y a la bioquímica Bonnie L. Bassler. Gordon ha sido un pionero en el estudio de la microbiota humana y su influencia en la salud e impulsó el Proyecto Microbioma Humano, que ha permitido identificar las miles de especies que componen la microbiota y secuenciar su genoma. Bassler y Greenberg son precursores en el estudio de la comunicación entre bacterias mediante el sistema de detección del quórum. Comprender esta «vida social» del mundo microbiano, cómo se comunican las bacterias entre sí y su relación con nuestro organismo puede representar un cambio de paradigma en la medicina personalizada del futuro. Del mismo modo que hace veinte años parecía ciencia ficción que acabarían secuenciando nuestro genoma y en función de qué marcadores genéticos diseñarían una terapia específica y personalizada contra el cáncer, quizás en el futuro, conociendo nuestra microbiota, diseñen un cóctel específico de microorganismos para mejorar nuestra salud.
