MADRID, 2 Oct. (EUROPA PRESS) -
Solo unas pocas bacterias 'Shigella' son suficientes para que cualquiera pueda contraer gastroenteritis, mientras que, para enfermarse por el cólera, se deben ingerir miles a millones de bacterias 'Vibrio cholerae'. ¿Por qué la dosis necesaria para causar la enfermedad difiere tanto entre las bacterias?
Sobre la base de los datos de observación, los biólogos han propuesto anteriormente que esta diferencia podría deberse a cómo las bacterias atacan a sus anfitriones: por ejemplo, mientras que las bacterias 'Shigella' actúan localmente por inyección directa de proteínas en las células huésped, las bacterias del cólera atacan desde la distancia mediante la secreción de la toxina del cólera.
El investigador Joel Rybicki, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (IST Austria), y sus colegas Eva Kisdi y Jani Anttila, de la Universidad de Helsinki, construyeron un modelo matemático de infecciones bacterianas. Sus resultados respaldan la hipótesis de que la escala de los mecanismos patogénicos es la razón por la cual diferentes bacterias tienen distintas dosis infectivas y predicen que el mecanismo también influye en la rapidez con que se propaga una infección en el huésped.
Rybicki y sus colegas, cuyo estudio se publica este lunes en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', construyeron un modelo matemático que refleja las infecciones bacterianas. En comparación con las bacterias de la vida real, esta bacteria "teórica" ??permite a los investigadores cambiar solo un aspecto de la bacteria, en este caso el mecanismo de la patogénesis, manteniendo todos los demás aspectos iguales, una hazaña que sería difícil, sino imposible, de lograr experimentalmente.
En su modelo, los autores pueden aumentar o disminuir la distancia a la que la bacteria actúa para atacar al huésped y evadir el sistema inmunológico. Siendo todo lo demás igual, ven que cuando la bacteria libera una toxina que actúa localmente, solo se necesitan unas pocas bacterias para comenzar una infección, mientras que cuando la bacteria libera una toxina que actúa a larga distancia, hace falta una gran cantidad de bacterias para poner en marcha una infección. Su modelo proporciona una base teórica para el fenómeno que vincula la dosis infectiva y la escala del mecanismo patogénico.
EXISTE UN UMBRAL DE DOSIS INFECTIVAS
Los modelos de los investigadores muestran que hay un umbral de dosis infectivas. "Las bacterias que atacan a un huésped mediante difusión de toxinas tienen un problema. Cuando sólo hay una bacteria, la toxina que produce se expande a distancia, dejándola indefensa, y el sistema inmune puede atacar a la bacteria, por lo que la bacteria necesita un poco de ayuda de sus amigos: solo cuando hay suficientes bacterias alrededor para la liberación de toxinas, todas están protegidas del sistema inmunitario. Para las bacterias con toxinas locales, el umbral es más bajo: la toxina no se propaga, por lo que incluso unas pocas bacterias que actúan juntas están protegidas del ataque inmune", explica Rybicki.
Las simulaciones de lo que ocurre durante las infecciones locales y distantes mostraron que cuando las bacterias de acción distante se han asentado y han comenzado una infección, la infección se propaga rápidamente. Las bacterias que actúan localmente comienzan una infección en un umbral más bajo, pero la infección se propaga más lentamente a dosis más altas. "Esto podría ser una explicación de por qué estos diferentes mecanismos de la patogénesis evolucionaron en primer lugar", subraya Rybicki.
