La comunicación es una necesidad básica de los seres vivos, nos permite conocer, organizar, expresar y comprender el mundo que nos rodea. Los seres vivos, somos seres sociables por naturaleza y para el establecimiento de una vida social colectiva, la comunicación es esencial. Esto no solo se aplica para las personas, sino también para los animales, las plantas y las bacterias. En este artículo nos enfocaremos a la comunicación entre las bacterias.
¿Qué son las bacterias?
Las bacterias son microorganismos microscópicos, tienen gran importancia en la naturaleza y se encuentran en casi todas partes, con la habilidad de sobrevivir a casi todo, desde que nacemos nuestro cuerpo es cohabitado por ellas, algunas de ellas pueden causar enfermedades y muchas otras pueden ser benéficas (ver Saber Más No. 21:10-16). Las bacterias han coevolucionado en interacción con los seres humanos, las plantas y los animales, por lo que han desarrollado diferentes mecanismos de comunicación.
¿Cómo se comunican las bacterias?
Las bacterias no son capaces de articular palabras o mandar mensajes escritos, sin embargo, han desarrollado sus propios mecanismos de comunicación, el cual es conocido como percepción de quorum (Quorum sensing), éste consiste en la producción, liberación y detección de pequeñas moléculas llamadas autoinductores, esto hace posible que las bacterias conozcan su densidad de población, y les permite actuar de manera coordinada con el fin de obtener un bien común, ya sea para sobrevivir, competir y persistir en la naturaleza, o para colonizar un huésped.
Moléculas de comunicación bacteriana
Las moléculas más estudiadas que están involucradas en la comunicación bacteriana son las Acil-homoserina lactonas (AHLs) para las bacterias Gram-negativas y los péptidos-autoinductores (AIP) para las Gram-positivas. Estas moléculas actúan de manera similar en ambos casos.
Las bacterias producen estas moléculas conforme aumenta su densidad de población, con el aumento de la cantidad de éstas, cuando llegan a una concentración elevada, se unen a un receptor y activan la expresión de ciertos genes, que llevan a la regulación de diversos procesos bacterianos, como lo son la movilidad de la bacteria, la formación de biopelículas, la producción de factores que ayudan en la colonización y la virulencia.
Éstas no son las únicas moléculas que emplean las bacterias para comunicarse, existen muchas como pueden ser los compuestos volátiles bacterianos (CVB), sin embargo, se desconocen los mecanismos mediante los cuales se está llevando esta comunicación.
Un ejemplo de la comunicación como actividad social de las bacterias, es en las infecciones bacterianas, en donde el tener una densidad poblacional alta de bacterias les confiere una ventaja en contra de las defensas de huésped. Si las bacterias no se comunicaran y empezaran a expresar los factores de virulencia (proteínas, toxinas, etc.) siendo poblaciones muy pequeñas, serían menos eficientes y el huésped podría defenderse de ellas fácilmente.
¿Por qué es importante conocer sobre la comunicación en bacterias?
Conocer sobre la comunicación de las bacterias es importante, ya que la capacidad de las bacterias para causar enfermedades es dependiente de esta comunicación, el lograr interrumpirla disminuiría su patogenicidad (capacidad de causar daño al huésped). Esto se ha observado en bacterias fitopatógenas (causantes de enfermedades en plantas), en donde se ha logrado interrumpir la producción de estas moléculas autoinductoras y con ello se observa una disminución de la capacidad para producir enfermedades en las plantas.
De igual manera, en la naturaleza existe un proceso de interrupción de la percepción de quorum, el cual se conoce como quorum quenching, en donde algunas plantas o bacterias pueden producir compuestos similares a las moléculas autoinductoras, esto con la finalidad de engañar a las bacterias que están comunicándose y hacerlas menos eficientes. Por otro lado, algunas son capaces de producir proteínas que degradan a las moléculas autoinductoras y con ello interrumpir la comunicación de las bacterias patógenas afectando el proceso de infección del huésped.
¿Se pueden comunicar las bacterias con otros organismos?
Las bacterias han coevolucionado con otros organismos como plantas, hongos y animales, por lo cual han desarrollado mecanismos de comunicación que se llevan a cabo por el intercambio de pequeñas moléculas, sin embargo se desconoce a detalle como esta comunicación se realiza. A esta comunicación de las bacterias con un organismo distinto se le conoce como comunicación inter-reino, y a futuro podría ser de importancia en diversas terapias ya sea con microorganismos benéficos o en contra de bacterias patógenas.
Ramiro Martínez Cámara es estudiante del Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas y el D.C.
Eduardo Valencia Cantero es Profesor e Investigador, ambos del Instituto de Investigaciones Químico Biológicas de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
Saber más
Pillaca S. (2016). Quorum Sensing: la comunicación microbiana. OpenMind. https://www.bbvaopenmind.com/quorum-sensing-la-comunicacion-microbiana/
Quorum Quenching: una nueva alternativa a los antibióticos. Publicado por Asesorías Sanitarias®; 15:49.
http://haccpconsultores.blogspot.mx/2012/06/quorum-quenching-una-nueva-alternativa.html
Marquina DD y Santos SA. 2010. Sistemas de quorum sensing en bacterias. Reduca (Biol), 5:39-55.
http://revistareduca.es/index.php/biologia/article/view/820/835