¿Lenguaje bacteriano?

Por Luis Ángel Bojórquez Vázquez*

Una de las características que nos define a los seres humanos es la capacidad de comunicarnos conscientemente con un lenguaje complejo, mediante el cual podemos transmitir y recibir información desde simple hasta ideas abstractas.

Si nos preguntaran “¿qué otros seres vivos se comunican unos con otros?” Seguramente nos vendría a la mente el grupo de los animales; en cambio, si preguntaran “¿qué tal las plantas o los hongos?” quizá no tendríamos una respuesta muy segura, pero ¿qué responderíamos acerca de las bacterias?

Para muchos, las bacterias son organismos muy pequeños y simples. Algunas viven de manera solitaria y se les llaman planctónicas, otras forman comunidades complejas y se les denominan biopelículas.

Por un tiempo largo se consideró que las bacterias sólo poseían mecanismos individuales con los cuales se podrían mantener informadas de las condiciones ambientales, para responder en caso de ser necesarios ante algún cambio beneficioso o perjudicial, tal como la presencia de alimento o el contacto con un antibiótico.

Sin embargo, se sabe que las bacterias tienen un sistema complejo de comunicación intra e interespecífico, que fue descifrado como si fuera un lenguaje de una civilización antigua, descubierta al estudiar las bacterias marinas del género Vibrio.

Todo comenzó con una observación: las bacterias Vibrio fischeri y Vibrio cholerae expresan bioluminiscencia sólo cuando los medios de cultivo alcanzan una densidad poblacional especifica.

La respuesta del por qué sucede este fenómeno fue proporcionada por Greenberg en la década de 1990, quien descubrió que las bacterias producen moléculas que sólo en concentraciones altas pueden ser detectadas por otras bacterias, estas moléculas fueron llamadas autoinductoras y al proceso de comunicación lo nombraron quorum sensing (percepción suficiente).

Clasificación de bacterias

Las bacterias se clasifican en dos grupos grandes: Gram negativas y Gram positivas. Dentro de estos dos grupos el proceso y componentes del quorum sensing difieren entre sí.

Las bacterias Gram negativas tienen como base a las homoserina lactonas como moléculas autoinductoras, las cuales tienen la capacidad de ser difundidas al medio. Por lo tanto, cuando la densidad poblacional aumenta, la concentración del autoinductor aumenta proporcionalmente, con lo que promueve su difusión al interior de las bacterias y sólo en concentraciones altas puede unirse a un receptor citoplasmático, que es una proteína con capacidad de activar la expresión de una serie de genes, sólo unida a un autoinductor, tales como los que producen bioluminiscencia en las bacterias Vibrio.

Las bacterias Gram positivas funcionan de manera diferente, estas se comunican por medio de péptidos de no más de 35 aminoácidos, los cuales son transportados al exterior por medo de una proteína transportadora en la membrana plasmática (SEC).

Al aumentar la concentración de péptidos en el exterior, el proceso de comunicación consiguiente tiene dos variantes: a) la internalización de los péptidos por medio de proteína transportada (permeasa) que una vez adentro, se unen a un receptor que activa la expresión de un determinado grupo de genes; b) emplea un receptor de membrana el cual al unirse a los péptidos transmite la señal al interior por medio de una cascada de fosforilación, en donde el último de los componentes fosforilados activa la expresión de determinados genes.

Se ha descubierto en procesos de infección que la secreción de factores de virulencia está guiada por el sistema de quorum sensing, de esta manera las bacterias atacan a su hospedero al unísono, como si fueran un ejército armado, para causar un daño mayor.

Es por eso que en esta década última se ha apostado a la búsqueda de inhibidores de autoínductores y receptores para ser empleados en conjunto con antibióticos para combatir infecciones.

*Centro de Nanociencias y Nanotecnología

UNAM Campus Ensenada.