Investigadores de la Universidad Stanford, en California, Estados Unidos, demostraron que las bacterias involucradas en las infecciones del tracto urinario (ITU) dependen de una nueva forma química de la molécula de la celulosa para adherirse a las células de la vejiga. El hallazgo, publicado en la revista de las ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’, podría conducir a nuevas formas de tratar las IU y otras infecciones sin antibióticos.
El uso excesivo de antibióticos puede provocar resistencia e impactos en las bacterias naturales que comparten nuestros cuerpos, llamado microbioma, dice la codirectora del estudio Lynette Cegelski, profesora asociada de Química en la Facultad de Humanidades y Ciencias de Stanford. “Hay muchas maneras de atacar la enfermedad y si solo te centras en las estrategias de virulencia de una bacteria específica, igual puedes prevenir la infección y también eliminar el ataque total a tu microbioma”, agrega.
Producida por plantas, algas y algunas bacterias, la celulosa es el polímero orgánico más abundante en la Tierra. También es uno de los mejor estudiados, ya que se usa para producir todo, desde papel hasta combustible de etanol. Por lo tanto, fue sorprendente cuando el equipo de Cegelski anunció a principios de este año que habían descubierto una forma químicamente única de celulosa, llamada pEtN (grupo químico fosfoetanolamina), en la bacteria ‘E. coli’.
Ese hallazgo, que fue publicado en ‘Science’, mostró que la celulosa pEtN es un componente crucial en la biopelícula de las bacterias, una secreción viscosa que las bacterias usan para compartir nutrientes y para protegerse contra los antibióticos y los ataques del sistema inmune de sus huéspedes. En el nuevo estudio, el grupo de Cegelski demostró que pEtN también juega un papel importante en las infecciones urinarias.
Estudios previos ya habían notado que la celulosa pEtN y las fibras de la superficie celular llamadas curli se trenzan juntas para crear biopelículas de ‘E. coli’. Y las fibras curli se han visto implicadas en infecciones renales y sepsis. “Mientras más severas sean las infecciones, más probable es que esas bacterias estén produciendo curli”, subraya Cegelski.
Lo que Cegelski quería entender era la contribución relativa de pEtN y curli a la adhesión de las bacterias a las células del huésped y cómo trabajaron juntas durante la infección. Para responder a estas preguntas, su grupo diseñó una serie de experimentos para probar la fuerza de adhesión del curli y la celulosa por separado y también juntas.
En un experimento, unieron ‘E. coli’ cuyos biofilms contenían celulosa y curli a la placa superior del LCMR y luego los pusieron en contacto con una placa inferior que contiene células de vejiga. Los científicos cortaron rápidamente la placa superior horizontalmente en una pequeña cantidad, y el nivel resultante de estrés adhesivo les dio una medida cuantitativa de la adherencia de las bacterias.
Repitieron el experimento con ‘E. coli’ genéticamente modificado cuyas biopelículas contenían solo celulosa, y nuevamente con una placa superior que poseía solo curli y ninguna bacteria. Lo que encontraron fue que las bacterias que producían tanto curli como celulosa exhibían la mayor fuerza de adhesión, seguidas por el curli solo y finalmente por la celulosa sola.
“Sin celulosa, las células separarse muy fácilmente de la bacteria –afirma Fuller–. La celulosa actúa como un pegamento para realmente ayudar a mantener todo junto”. El hallazgo sugiere que puede ser posible un enfoque para tratar las infecciones urinarias que no involucre antibióticos.
“Atacar la celulosa podría ser una gran alternativa a los antibióticos tradicionales, ya que la prevención de la adhesión bacteriana podría ayudar a romper el ciclo de infección –dice Hollenbeck–. Este tipo de tratamiento también evita la presión de ‘vida o muerte’ de los antibióticos tradicionales que conducen a mutaciones resistentes a los medicamentos”.
Fuente: Europa Press