Bacterias ¿Amigas o enemigas?

Escrito por Enrique Martínez Carranza y Jesús Campos García

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A raíz de la pandemia que actualmente vivimos —la cual fue reconocida en México oficialmente en marzo de 2020—, es frecuente escuchar a muchas personas hablar sobre virus, bacterias, anticuerpos, vacunas, entre otros temas relacionados a la microbiología. Sin embargo, existe confusión en la comunidad con respecto a distinguir correctamente entre los diferentes tipos de microorganismos. Generalmente, asociamos los términos «virus» o «bacteria», por mencionar algunos, a enfermedad o malestar, a algo que puede dañar o perjudicar nuestra salud. Pero, ¿realmente son tan malas las bacterias?, ¿todas lo son?, ¿qué se sabe al respecto?, ¿es mito o realidad?

Las bacterias forman parte de los microorganismos —también llamados microbios— y son formas de vida presentes en cada lugar del planeta y que comprenden, además, a los hongos, protozoarios y hasta a los virus, aunque es importante mencionar que la comunidad científica aún no está de acuerdo si estos últimos están vivos o no, y si pueden también ser clasificados como microorganismos.

Las bacterias están en todos lados, aunque no podamos verlas a simple vista; ellas han estado, están y estarán presentes en todos, absolutamente en todos los aspectos de nuestra vida. La actividad bacteriana ha moldeado el planeta tal y como lo conocemos a través de su metabolismo, dando como resultado la generación de oxígeno por medio de la fotosíntesis o la producción de algunas vitaminas en nuestro intestino.

Generalmente las bacterias se asocian con infecciones humanas, necesitando la administración de antibióticos para lograr eliminarlas, se les relaciona también a malos olores, a descomposición o a insalubridad; pero lo cierto es que en realidad, las bacterias no son tan malas, de hecho, la gran mayoría son inofensivas para el ser humano, es decir, no causan patologías; son pocas las especies bacterianas con capacidad para causar infecciones a animales y al hombre en proporción a la cantidad de especies de bacterias existentes en la tierra. En este artículo, queremos exponer los grandes beneficios de las bacterias a la vida en general y, por lo tanto, al humano.

 

Pero, ¿qué son las bacterias?

Las bacterias son los organismos más abundantes en el planeta, son unicelulares procariotas que se definen como aquellas células que, a diferencia de las eucariotas —como las de los hongos, las células vegetales y animales—, carecen de orgánulos separados por membranas. Su tamaño generalmente oscila entre 0.5 y 5 micrómetros (µm) y, por lo tanto, habitualmente son más pequeñas que los hongos.

Las bacterias son microorganismos que, aunque solemos imaginarlas simples, en realidad son muy complejas, pues viven en comunidades y emplean sistemas de comunicación a través de señales químicas que aún no terminamos de comprender con exactitud, poseen estructuras celulares que les permiten desplazarse en dirección de los sitios donde perciben fuentes de energía o luz, o bien evadir sustancias tóxicas. Asimismo, presentan diferentes morfologías y utilizan múltiples rutas metabólicas para proveer de energía a la célula, por lo tanto, son muy diversas.

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Las bacterias como parte del microbioma

Hoy en día, algunas palabras que se utilizan frecuentemente, y que han revolucionado la biología y la medicina, son microbiota y microbioma. La microbiota se define como la comunidad de microorganismos que ocupa un hábitat específico, por ejemplo, el intestino y que era conocida como flora intestinal, término que ha dejado de utilizarse; mientras que el microbioma se refiere a la microbiota y a la función que cumple dentro de dicho entorno, como se mencionó, hablamos del microbioma intestinal.

El conocimiento profundiza acerca del microbioma humano y de cómo las comunidades de células bacterianas que habitan en nuestro organismo interactúan con nuestras células, tejidos u órganos. De manera general, se sabe que una buena microbiota es benéfica para nuestra salud, pero, ¿te has preguntado por qué? o, ¿cómo ocurre esto? Pues bien, una microbiota «normal» cumple con diversas funciones celulares, como endocrinas, señalización neuronal, maduración del sistema inmune, inhibición de microorganismos patógenos, síntesis de vitaminas, así como el metabolismo de las sales biliares y la prevención de enfermedades como el cáncer, entre muchas otras.

Muchas de las funciones que acabamos de mencionar las realizan las bacterias al producir y liberar compuestos químicos al ambiente que les rodea, que, en este caso, es una parte de nuestro cuerpo. Por ejemplo, se conoce que las bacterias de la microbiota intestinal producen antibióticos con efectos importantes en ese ecosistema, con los cuales puede prevenir la proliferación de bacterias patógenas. De la misma forma, la microbiota de la cavidad oral juega un papel muy importante en la prevención del desarrollo de bacterias causantes de las caries.

 

El potencial de las bacterias en la medicina y en la biotecnología

Como mencionamos, las bacterias son productoras importantes de metabolitos, estos compuestos químicos que se producen durante el metabolismo, entre los que destacan los antibióticos, los cuales son liberados al medio extracelular y de esta manera ejercen su actividad biológica. Algunos ejemplos de bacterias que se destacan por producir metabolitos benéficos son Streptomyces o Pseudomonas, las cuales han contribuido enormemente a la medicina. El género Streptomyces (que pertenece al Filo Actinobacteria), es muy conocido por la gran variedad de antibióticos que produce, entre ellos la estreptomicina y la tetraciclina. Por otro lado, el género Pseudomonas se caracteriza por crecer y/o desarrollarse en una gran variedad de nichos, como agua, suelo, plantas, e incluso algunas de sus especies son patógenos oportunistas del ser humano.

En el Instituto de Investigaciones Químico Biológicas de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, desde hace algunos años, se realizan investigaciones sobre los compuestos producidos por Pseudomonas aeruginosa, una bacteria patógena oportunista del humano, que suele representar serios problemas de salud en pacientes con fibrosis quística, inmunocomprometidos y hospitalizados. Recientemente se han enfocado en el estudio de la producción de compuestos denominados ciclodipéptidos, que consisten de la unión química (por dos enlaces peptídicos) de dos aminoácidos, de tal manera que forman una estructura cíclica. Estos compuestos pueden estar formados por la combinación de varios aminoácidos, aunque en Pseudomonas aeruginosa se ha observado que están formados por prolina, valina, tirosina y fenilalanina.

Los ciclodipéptidos producidos por Pseudomonas aeruginosa, como el ciclo(D-Fenilalanina-L-Prolina) y el ciclo(L-Leucina-L-Leucina), han mostrado tener diversas actividades biológicas, como la mimetización de la actividad auxínica en plantas (imita la actividad de las auxinas, hormonas estimulantes del crecimiento y desarrollo de las plantas); actúan como moléculas utilizadas por las bacterias en la comunicación poblacional (percepción de quórum); y se ha encontrado que tienen actividad antiproliferativa sobre células cancerosas, lo que podría resultar en posibles fármacos que ayuden en el tratamiento de algunos tipos de cáncer.

Además de los ejemplos de bacterias que acabamos de mencionar, existen muchas otras que por los metabolitos que producen, han sido consideradas como potencialmente útiles en la medicina, ya que han enriquecido enormemente las posibilidades de tratamiento de muchas enfermedades de distinta naturaleza. En este sentido, las bacterias son proveedoras de metabolitos que ejercen una amplia variedad de actividades biológicas, muchos de ellos han sido desarrollados como productos comerciales útiles en los campos de la medicina, agronomía, veterinaria, entre otras.

Algunos ejemplos específicos de compuestos obtenidos de bacterias y que poseen actividades biológicas útiles en farmacología y/o biotecnología, son: Actinomicina D y Doxorrubicina con actividad antitumoral, además del compuesto FK-506 y Avermectina, que tienen actividad inmunosupresora y antiparasitaria, respectivamente.

Como se observa, existe una amplia gama de compuestos producidos por bacterias que pueden desarrollar actividades biológicas muy variadas y ser aprovechadas en áreas como la medicina, la agronomía, la biotecnología, la ciencia de los alimentos, las ciencias ambientales, entre otras. Con todas estas evidencias, se puede tener una noción más completa y fundamentada de que los microorganismos, de manera general y en específico las bacterias, no son tan malas como las «pintan», y que, de hecho, nos proveen de compuestos químicos muy útiles que aprovechamos en la vida cotidiana.

Con la información aquí expuesta, creemos que podrás darte una idea de lo mucho que contribuyen las bacterias a nuestra vida diaria y contestar a la interrogante del artículo: Bacterias ¿Amigas o enemigas? Las bacterias, por su gran utilidad, no solo son tus enemigas, pues hay una gran cantidad que también nos benefician.

 

Para Saber Más:

Evangelista-Martínez Z. y Moreno-Enríquez A. (2007). Metabolitos secundarios de importancia farmacéutica producidos por actinomicetos. BioTecnología, 11(3), 37-50. https://www.academia.edu/7684197/Metabolitos_secundarios_de_importancia_farmac%C3%A9utica_producidos_por_actinomicetos

 

Hernández-Padilla L., Reyes de la Cruz H. y Campos-García J. (2020). Antiproliferative effect of bacterial cyclodipeptides in the HeLa line of human cervical cancer reveals multiple protein kinase targeting, including mTORC1/C2 complex inhibition in a TSC1/2-dependent manner. Apoptosis, (9-10), 632-647. https://www.researchgate.net/publication/342642972_Antiproliferative_effect_of_bacterial_cyclodipeptides_in_the_HeLa_line_of_human_cervical_cancer_reveals_multiple_protein_kinase_targeting_including_mTORC1C2_complex_inhibition_in_a_TSC12-dependent_man

 

Montero-García J. M. (2015). El microbioma intestinal humano. Repertorio Científico, 18(2), 129-133. https://revistas.uned.ac.cr/index.php/repertorio/article/view/2578

 

Enrique Martínez Carranza. Doctor en Ciencias Bioquímicas, actualmente realiza una estancia posdoctoral en el Instituto de Investigaciones Químico Biológicas de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.

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Jesús Campos García. Profesor e Investigador Titular en el Instituto de Investigaciones Químico Biológicas de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.

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