Identificado el mecanismo por el que las bacterias se adaptan a cambios ambientales

Un estudio en el que ha participado el Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha logrado identificar el mecanismo por el cual las bacterias se adaptan a los cambios ambientales.

Según explica el CSIC en un comunicado, las bacterias liberan un tipo de molécula al ambiente, los D-aminoácidos, que son capaces de modular la biosíntesis del peptidoglicano, que es el principal componente de la pared celular bacteriana.


La pared bacteriana es la primera barrera que permite a las bacterias protegerse y comunicarse con su entorno, explica el investigador Felipe Cava, del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa.


Así, la regulación de la síntesis de esta envoltura celular "es fundamental"para la supervivencia de la bacteria y en ciertas ocasiones, cuando las condiciones ambientales se vuelven desfavorables, bien por falta de nutrientes, presencia de antibióticos o cualquier otro tipo de estrés, las bacterias deciden detener su crecimiento.


Por lo tanto, "una falta de coordinación entre el ritmo de crecimiento y la síntesis del peptidoglicano supondría un riesgo letal para toda la población", subraya Cava
La liberación de los D-aminoácidos permite que toda una comunidad bacteriana sea capaz de sincronizar su síntesis de peptidoglicano con el crecimiento celular en respuesta a los cambios ambientales.


En aquellas situaciones en que deben parar su crecimiento, las bacterias liberan D-aminoácidos al ambiente, que se incorporan en la composición del peptidoglicano y de esta forma toda la población de bacterias se beneficia de estos reguladores, señala el CSIC.
"Este tipo de sistemas, conocidos como 'quórum sensing', en el que las bacterias liberan metabolitos reguladores al ambiente para generar un tipo de comportamiento social coordinado, suele traducirse en cambios en la expresión de los genes", apunta Cava.
Sin embargo, continúa, "éste parece ser un nuevo paradigma de regulación poblacional, ya que no hemos observado que los D-aminoácidos generen variaciones en la expresión génica; al contrario, parecen modular directamente la actividad las proteínas que sintetizan y modifican el peptidoglicano".


Según el estudio -publicado en el último número de la revista EMBO y que ha tomado como modelo el agente causante del cólera, Vibrio cholerae- el mecanismo mediante el cual los D-aminoácidos modifican la composición del peptidoglicano "está ampliamente conservado en otros tipos bacterianos".


Por ello, aunque las tipos de bacterias capaces de producir estas moléculas son muchos, son aún más aquellos capaces de responder ante ellas. De este modo, al menos en algunos casos, la presencia de la molécula en el medio puede representar un mecanismo por el cual las bacterias de una especie pueden modificar el comportamiento, "ya sea de forma negativa o positiva, de otras especies que compartan un mismo nicho ambiental", señala el CSIC.


La investigación muestra que tanto la producción de D-aminoácidos como su incorporación en la pared bacteriana están regidos por un sistema de regulación mediado por estrés, "lo que aumenta notablemente los escenarios hipotéticos, tales como en una infección, donde el papel de los D-aminoácidos pudieran ser clave para la supervivencia de la bacteria".


Si los D-aminoácidos pueden favorecer a la bacteria a prosperar en un ambiente hostil, como es una infección, saber cómo funciona este mecanismo de adaptación puede permitir su bloqueo o reducción, lo que podría llevar a nuevas terapias para combatir enfermedades causadas por agentes infecciosos bacterianos, apostilla Cava.