MADRID, 24 Feb. (EUROPA PRESS) -
Algunas bacterias intestinales tienen la capacidad de reanimar virus latentes que están al acecho en otros microbios. Este despertar viral desencadena infecciones que destruyen las células portadoras del virus, según publica por primera vez el laboratorio de la investigadora Emily Balskus, del Instituto Médico Howard Hughes (Estados Unidos) en la revista 'Nature'. Descubrieron que una molécula llamada colibactina es la que puede sacar a los virus asesinos de su letargo.
Los microbios suelen generar compuestos nocivos para atacarse unos a otros en el reducido espacio del intestino. Pero entre estas armas químicas, la colibactina parece inusual, señala Balskus, bióloga química de la Universidad de Harvard.
"No mata directamente a los organismos objetivo, que es lo que normalmente pensamos que hacen las toxinas bacterianas dentro de las comunidades microbianas", explica. En lugar de ello, la colibactina altera las células microbianas, activando virus latentes -y letales- escondidos en los genomas de algunas bacterias.
Los humanos llevan mucho tiempo buscando los potentes compuestos que producen los microbios. "Sabemos mucho sobre sus propiedades químicas, los purificamos en el laboratorio y los utilizamos como medicina, incluidos los antibióticos", dice Breck Duerkop, que estudia los virus bacterianos en la Facultad de Medicina de la Universidad de Colorado.
Pero la razón por la que las bacterias fabrican estos compuestos y los efectos que tienen en los organismos vecinos son cuestiones abiertas, reconoce Duerkop, que no participó en esta investigación y califica el nuevo trabajo de los equipos de Balskus como "un paso en la dirección correcta".
Los científicos saben desde hace años que la colibactina puede causar estragos en las células humanas. Las investigaciones de Balskus y muchos otros han demostrado que este compuesto daña el ADN, lo que puede provocar cáncer colorrectal, pero establecer una conexión entre este compuesto y la enfermedad ha resultado especialmente complicado.
En 2006, un equipo francés informó de que las células de mamíferos que se encontraban con la bacteria intestinal 'E. coli' sufrían daños mortales en su ADN. Relacionaron este daño con un grupo de genes de 'E. coli' que codifican la maquinaria para construir una molécula compleja. Denominada colibactina, la molécula era extraordinariamente difícil de estudiar. Tras muchos intentos, los investigadores no pudieron aislarla de la 'E. coli' que la produce.
La colibactina es uno de los muchos compuestos efímeros que los científicos sospechan que fabrican los microbios. Al igual que las partículas invisibles de la materia oscura en el espacio, esta "materia oscura química" requiere medios creativos para su estudio. Como parte de su exploración de la química microbiana del intestino, Balskus utiliza enfoques indirectos para examinar estas escurridizas moléculas.
En los últimos 10 años, su equipo ha investigado la colibactina estudiando la maquinaria microbiana que la fabrica. Ella y sus colegas han reconstruido la estructura de la colibactina y han determinado que daña el ADN al formar conexiones erróneas dentro de la doble hélice.
A partir de este trabajo, los científicos han descubierto un vínculo definitivo con el cáncer: las huellas dactilares distintivas de la molécula aparecen en los genes que se sabe que impulsan el crecimiento de los tumores colorrectales.
El estudio más reciente de Balskus sobre la colibactina se inició con la COVID-19. Como muchos otros laboratorios, el suyo tuvo que reorganizar las cosas para reducir el contacto físico entre los investigadores. Como parte de la reorganización, el postdoctorado Justin Silpe y el estudiante de posgrado Joel Wong acabaron trabajando cerca el uno del otro por primera vez. Sus conversaciones les llevaron a ellos y a Balskus a preguntarse cómo afectaba la colibactina a otros microbios en un intestino atestado.
Al principio, descubrieron que exponer a las bacterias productoras de colibactina a las no productoras tenía poco efecto, lo que sugiere que, por sí sola, la molécula no es especialmente mortal. Silpe y Wong no estaban seguros de que la colibactina, una molécula grande e inestable, pudiera entrar en las células bacterianas para dañar su ADN.
Entonces se preguntaron si una tercera parte -los virus que infectan a las bacterias- podría estar implicada. Estos virus, que no son más que fragmentos de información genética, pueden introducirse en el ADN de las bacterias y mantenerse al acecho. Luego, una vez activados, causan una infección que hace estallar la célula como una mina terrestre.
Cuando los investigadores cultivaron productores de colibactina junto a bacterias portadoras de esos virus latentes, observaron que el número de partículas virales se disparaba y el crecimiento de muchas bacterias con virus disminuía. Esto sugería que la molécula desencadenaba un aumento de las infecciones activas, que mataban a las células. El equipo demostró que la colibactina entra en las bacterias y daña el ADN. Ese daño hace sonar una campana de alarma celular que despierta a los virus.
Muchos microbios parecen estar equipados para protegerse contra la colibactina. El laboratorio de Balskus identificó un gen de resistencia que codifica una proteína que neutraliza el compuesto en una amplia variedad de bacterias.
Aunque la colibactina tiene claramente un lado peligroso, puede servir como algo más que un arma letal, dice Balskus. Por ejemplo, tanto los daños en el ADN como los virus despertados también pueden inducir cambios genéticos, en lugar de la muerte, en las bacterias vecinas, lo que podría beneficiar a los productores de colibactina.
Los descubrimientos del equipo de Balskus sugieren que el cáncer puede ser un daño colateral causado por cualquier otra cosa que hagan las bacterias productoras de colibactina. "Siempre sospechamos que las bacterias fabricaban esta toxina para atacar a otras bacterias de alguna manera --explica--. No tenía sentido, desde una perspectiva evolutiva, que la adquirieran para dirigirse a las células humanas".
Ahora Balskus planea investigar cómo el compuesto altera la comunidad de microbios en el intestino: cuáles desaparecen y cuáles prosperan tras la exposición al compuesto. "La clave para prevenir el cáncer puede ser comprender los efectos que la colibactina tiene en la comunidad de microbios y cómo se controla su producción", comenta.
