PUBLICADO EN 'PLOS PATHOGENS'

Descubren cómo las bacterias patógenas se aferran a la mucosa y evitan la exfoliación

JANO.es · 13 mayo 2016

En el proceso, las bacterias utilizan unas proteínas llamadas opa para unirse a miembros de la familia de proteínas CEACAM (moléculas de adhesión celular relacionadas con CEA) del huésped, que se expresan en células de la mucosa.

Las superficies mucosas de la nariz, la garganta, los pulmones, el intestino y el tracto genital son puntos de primer contacto para muchos patógenos. Como una estrategia defensiva, la mayoría de los animales (y humanos) pueden exfoliar rápidamente estas superficies (es decir, arrojar la capa superficial) para deshacerse de cualquier atacante que se adhiera. Un estudio publicado en Plos Pathogens revela una estrategia común por la que las bacterias evitan la exfoliación y así ganan tiempo extra para colonizar la mucosa o penetrar la barrera mucosa.

El doctor Christof Hauck, de la Universidad de Konstanz, en Alemania, y sus colegas habían demostrado recientemente que un tipo de bacteria, Neisseria gonorrhoeae, que coloniza el tracto urogenital, es capaz de suprimir la exfoliación. En el proceso, las bacterias utilizan proteínas llamadas opa para unirse a miembros de la familia de proteínas CEACAM (moléculas de adhesión celular relacionadas con CEA) del huésped, que se expresan en células de la mucosa. De alguna manera, esta unión hace de las células humanas en la capa superficial de la mucosa más pegajosas y menos probable que se desprendan de las capas inferiores.

La mayoría de las interacciones patógeno-huésped son muy complejas e implican varias proteínas bacterianas, a menudo conocidas como "factores de virulencia", ya que permiten que los microbios causen la enfermedad. En este estudio, los autores examinaron si la participación de CEACAM no sólo es necesaria sino también suficiente para inhibir la exfoliación, o si se requieren otros factores y procesos.

Empezaron con una cepa de bacterias normalmente inofensivas de E. coli (que no tienen sus propias proteínas de unión CEACAM) diseñada mediante ingenería para expresar proteínas opa. Así, encontraron que este solo cambio permitió a las E. coli modificadas no sólo unirse a las proteínas CEACAM humanas, sino también inhibir la exfoliación.

Una interacción molécula-proteína, responsable de la adhesión

Los investigadores también trabajaron con células de cultivo de tejidos que no tienen ningún miembro de la familia CEACAM. Si estas células se infectan con cepas de Neisseria que contienen opa o cepas de E. coli, no cambian sus propiedades adhesivas. Por el contrario, si se introduce un gen que expresa CEACAM en estas células, se vuelven pegajosas cuando están infectadas con bacterias que contienen opa, pero no cuando están infectadas con la cepa de E. coli inofensiva que carece del gen opa.

Tomados en conjunto, estos resultados muestran que es la interacción opa-CEACAM desencadena mayor 'pegajosidad' de las células infectadas. Los experimentos descritos hasta ahora se realizaron en células humanas cultivadas junto con bacterias en placas de plástico, y la pegajosidad se midió por lo bien que las células huésped se pegaron a la superficie de plástico.

Para considerar la interacción entre las bacterias y las superficies mucosas reales, los investigadores estudiaron ratones transgénicos diseñados para expresar altos niveles de CEACAM humana en sus superficies mucosas. Cuando estos ratones fueron infectados intravaginalmente con bacterias que expresan opa, los autores vieron que muchas bacterias se pegan a la superficie de la mucosa y recogieron un gran número de bacterias 24 horas más tarde, lo que indica que la capacidad inicial de adhesión se traduce en el posterior éxito de "colonización" de la mucosa.

Por el contrario, cuando se infectó a los ratones de control que expresan sólo CEACAM de roedor en su mucosa con la bacteria que contiene opa, se vieron muy pocas bacterias adheridas a la mucosa vaginal. Del mismo modo, cuando los ratones que expresan CEACAM humano se infectaron con inofensivas E. coli (sin opa), había pocas bacterias unida a la mucosa vaginal --presumiblemente debido a que la exfoliación funcionó de manera eficiente-- y casi ninguna estaba presente 24 horas más tarde.