Describen el mecanismo molecular por el que los neumococos tienen un comportamiento fratricida

Antonio Martín/DICYT Los neumococos, una bacteria patógena que es el principal agente causante de la neumonía, son realmente perversos. Los más virulentos mata a sus congéneres menos dañinos para incrementar la inflamación que producen en el ser humano. Este ejercicio de fratricidio fue descrito en 2007 por dos equipos científicos de Francia y Noruega. Sin embargo, no se conocía el mecanismo molecular por el que se producía esta acción. Investigadores del CSIC, dirigidos por el leonés Juan Antonio Hermoso y Pedro García, han resuelto el enigma. Los neumococos fratricidas inducen una proteína con capacidades suicidas en los más débiles, empleando los cadáveres para hacer más virulenta la infección y apoderándose del ADN de los caídos.

"Hasta ahora no se conocía en un neumococo este comportamiento, que ya había sido descrito, de una forma parecida en un bacilo, el Bacillus subtilis", precisa a DiCYT Hermoso, que lidera el grupo de investigación que ha analizado el comportamiento de estos agentes patógenos en el Instituto de Química-Física Rocasolano. El trabajo, que se ha realizado conjuntamente con el Centro de Investigaciones Biológicas, ambos en Madrid, ha sido publicado en el último número de Nature Structural & Molecular Biology. Según explica Hermoso, doctor en Física, "se conocían acciones de guerra química entre bacterias que compiten en un mismo ambiente, pero se desconocía esta acción fratricida que otorga ventaja a los más virulentos".

A través de un método denominado de difracción de rayos X, los científicos del CSIC han creado una representación en tres dimensiones de la proteína LytC, "capaz de suicidar a la bacteria en determinadas circunstancias". Los neumococos fratricidas emplean diversas proteínas, como la CbpD, que penetra en los hermanos atacados y rompe los enlaces moleculares de la pared bacteriana. Esta acción tiene como objetivo liberar de la autolisina LytC. Esa segunda proteína destruye la pared de los neumococos víctimas del ataque a través de una explosión. "Este hecho genera un proceso inflamatorio más intenso, que facilita la infección", apunta Hermoso. La técnica es la que "más premios Nobel, 24, ha proporcionado", recuerda el experto.

Beneficios para los atacantes

La investigación desvela que este ataque aumenta la virulencia de la inflamación al liberar agentes inflamatorios que liberan los neumococos destruidos y fortalece a los atacantes. Las bacterias asesinas incorporan el ADN de sus víctimas, lo que "supone una poderosa vía para la propagación de la resistencia a los antibióticos, pues las bacterias más virulentas reciben información genética y pueden adquirir las resistencias desarrolladas por sus congéneres", expone el experto. Con esta información, los científicos del CSIC incorporan mayor información a la acción fratricida descrita en 2007 por Jean Pierre Claverys (del Laboratoire de Microbiologie et Génétique Moléculaires de Montpellier, Francia) y Sigve Håvarstein (del departamento de Química, Biotecnología y Ciencia de los Alimentos de la Universitetet for miljø- og biovitenskap (cuya traducción sería Universidad Noruega de Ciencias de la Vida).

Las guerras químicas entre especies están ampliamente documentadas en la naturaleza. En el caso de las bacterias, pueden llegar a desarrollar un vasto espectro antimicrobiano e incluso, coordinar ataques conjuntos contra otras especies bacterianas con las que comparten hábitat. Pero, además, diversas investigaciones han descrito comportamientos similares entre miembros de una misma especie. Es el caso de Bacillus subtilis algunas de estas bacterias segregan una sustancia que mata a sus hermanas que no son inmunes a este componente. Los restos que dejan las bacterias se convierten en nutrientes para las vivas.

Inocular la bacteria

Hermoso recuerda los "problemas" que existen en el terreno sanitario para hacer frente a las infecciones de los neumococos, como la otitis, la sinusitis, la meningitis o la neumonía, la patología de mayor mortalidad infantil con dos millones de fallecimiento al año. En España, el 50% de los casos presentan resistencia a la penicilina, el antibiótico empleado para combatir esta bacteria. "El desarrollo de nuevos fármacos es muy pobre y consiste en pequeñas variaciones de los ya existentes, lo que refuerza la resistencia de la bacteria", indica el especialista. La investigación abre "vías alternativas" en un sentido: impedir que los neumococos más virulentos acaben con sus hermanos menos dañinos. "Ya conocemos el talón de Aquiles de la bacteria", remata Hermoso, que ha trabajado diez años en tratar de recomponer el puzle de los mecanismos moleculares del neumococo. Ahora, su grupo de investigación comenzará a colaborar con el de Håvarstein para avanzar en el conocimiento de la acción fratricida del neumococo.

La neumonía

La neumonía o pulmonía es la patología asociada a los neumococos con mayor índice de mortalidad infantil. Según la Organización Mundial de la Salud, fallecen por su causa alrededor de dos millones de niños al año. Esta cifra es superior al número de defunciones infantiles que provoca el SIDA, la malaria y el sarampión juntos. El principal agente de contagio de la dolencia, que también puede surgir por la acción de virus y hongos, es la citada bacteria Streptococcus pneumoniae. Aunque puede tratarse con antibióticos, sólo un 20% de los niños afectados reciben la medicación adecuada, especialmente en países en vías de desarrollo. Otro colectivo sensible es el de la tercera edad: “los casos de neumonía en mayores de 65 años requieren hospitalización en cerca del 40% de los casos”, afirma el investigador del CSIC.