Cuando un grupo de bacterias patógenas como E.coli enterohemorrágica infecta el intestino humano, las bacterias de la flora intestinal se movilizan para ayudar al organismo a liberarse de las invasoras y defender un hábitat ya conquistado y colonizado. Así lo demuestra una reciente investigación de la Universidad de Michigan, en EE.UU., según la cual las bacterias habituales en el tracto digestivo de las personas compiten contra bacterias invasoras para ayudar a que el organismo las rechace. El estudio también muestra que estas bacterias invasoras patógenas dependen de ciertos genes para ganar una ventaja temporal en la batalla, lo suficiente como para reproducirse, causar los síntomas de la enfermedad y arrojar a su descendencia al exterior del organismo para que puedan infectar a otro.
Las conclusiones del estudio, que se han publicado en la revista ‘Science’, apuntan a posibles formas de prevención o el tratamiento de las infecciones por E. coli enterohemorrágica. Esta bacteria patógena, causante de una de las enfermedades de tipo alimentario más temida, puede llegar a contaminar carne picada poco cocinada, leche no higienizada, agua no tratada, frutas o verduras, y causar diarrea y otros síntomas más graves en adultos. Puede incluso ser mortal para los más pequeños o poblaciones vulnerables. Según explica el equipo investigador, en el intestino viven más de mil especies de bacterias, en una población simbiótica, un tipo de relación en la que todos los organismos salen beneficiados, denominada microbiata.
Los resultados del estudio demuestran que estas bacterias, también llamadas «comensales», compiten con los patógenos causantes de enfermedad, de una manera antes no apreciada, y que los patógenos usan un conjunto específico de genes para ganar en la competencia con las comensales antes de salir del cuerpo. Según afirman los expertos, entender esto proporciona objetivos potenciales para la prevención y el tratamiento de estas enfermedades. Ya que la investigación muestra que las bacterias patógenas compiten con las bacterias comensales por ciertos nutrientes que necesitan para sobrevivir, la eliminación selectiva de algunos nutrientes y el enriquecimiento en otros podrían ayudar a combatirlas.
Las bacterias colonizan el intestino
A través de este estudio, el equipo ha completado el conocimiento de la forma en que las bacterias patógenas invaden el organismo y conquistan un espacio de apoyo en el intestino, una especie de campamento base, mediante la activación de genes de una virulencia que les permite adosarse a las células en la pared interna del tracto digestivo.
Las bacterias patógenas se adhieren a los intestinos, consumen nutrientes, se reproducen y pueden «ganar» las bacterias naturales de la flora intestinal
Esta actividad de adhesión y «obliteración», como se denomina al proceso, permite que la bacteria patógena causante de la enfermedad se adhiera de forma estrecha a las células que cubren el interior de los intestinos, consuma nutrientes y se reproduzca. De esta manera, aventaja en la competencia a las bacterias naturales de la flora intestinal. Pero este nicho cómodo de asentamiento solo dura unos pocos días o semanas, un período durante el cual el intestino se inflama más y más a medida que el sistema inmunológico responde al ataque. El resultado es la diarrea, que en ocasiones contiene la sangre que escapa del revestimiento intestinal, de ahí el nombre de «enterohemorrágica» (de «entero», intestino, y hemorrágica). Es entonces cuando, según descubrieron los investigadores, los patógenos dejan de expresar los genes de virulencia que les permitieron ganar ventaja.
En ese momento, se desprenden del revestimiento intestinal, se mezclan con las bacterias comensales en el interior del intestino y luchan contra ellas por los nutrientes que puedan conseguir. Pero aunque este retorno a la competencia significa que algunas de ellas morirán, sobrevive un número suficiente como para ser expelido con las heces, una estrategia de colonización muy eficaz. Si no existen buenos sistemas sanitarios en el lugar o no se toman las precauciones oportunas, las bacterias patógenas descendientes tendrán una buena oportunidad de hallar un nuevo anfitrión sobre el cual ensañarse.
Debilitar bacterias patógenas
Los investigadores responsables de este trabajo hicieron los descubrimientos con ratones, a los que infectaron con C. rodentium, el equivalente entre los roedores de E.coli enterohemorrágica. El estudio incluyó ratones criados para este fin, que carecían de las bacterias comensales en su intestino y, por lo tanto, estaban más indefensos ante los ataques de los patógenos.
Los responsables de la investigación resaltan que las mejoras en los servicios de sanidad en todo el mundo podrían prevenir las infecciones, pero cuando ocurre la infección con la bacteria patógena, un mejor entendimiento de la forma en que esta interactúa con las bacterias autóctonas podría, de forma eventual, ayudar a salvar vidas. El equipo investigador trabaja con un laboratorio de microbiología para detectar los diferentes azúcares que, si se eliminan o se aumentan en la dieta, podrían debilitar los efectos de las bacterias patógenas como E.coli enterohemorrágica.
Esto, a su vez, podría llevar a un mejor entendimiento de cómo los grupos vulnerables, como los niños y los adultos débiles o enfermos crónicos, deberían alimentarse durante el tratamiento de una infección de este tipo.
La competencia bacteriana responde, a nivel microscópico, a un patrón que se repite, a otra escala, entre los seres vivos que luchan por conseguir nutrientes, espacio y ventajas para sobrevivir e imponerse a otros organismos con los que comparten hábitat. Es un ejemplo de lo que se conoce como ecología microbiana, una disciplina científica que estudia las interacciones de los microorganismos entre ellos y con su entorno y que tiene un gran interés en seguridad alimentaria, nada raro si se tiene en cuenta que los alimentos son uno de los medios en los que viven los microbios. De esta forma, un alimento es para los microorganismos un ecosistema de dimensiones reducidas en el que intervienen una serie de factores que determinarán su ciclo biológico.
Durante todo el proceso de producción de los alimentos, y en su transporte, conservación y consumo, estos factores influyen de forma decisiva en el número y características de su población microbiana y establecen la diferencia entre un alimento seguro y otro que no lo es. Su conocimiento es necesario para predecir los peligros, valorar el riesgo y establecer los puntos críticos de control sobre la calidad sanitaria del producto en toda la cadena alimentaria, pero su aplicación es importante en la industria del sector, donde la ecología microbiana toma especial relevancia. Para controlar la presencia de los microorganismos en los alimentos e implantar sistemas eficaces de higienización (procesos térmicos como esterilización o pasteurización y otros), es imprescindible conocer los factores que influyen en su crecimiento y mortalidad.
La ecología microbiana explica cómo los factores del entorno de los microorganismos que inciden en su desarrollo son los relacionados con las propias características físico-químicas del alimento: su composición, su estructura, su contenido en agua, su pH y la presencia de constituyentes antimicrobianos, elementos que afectan de manera directa al crecimiento microbiano. Son los llamados factores intrínsecos. Además, el desarrollo de otros organismos en el alimento con los que competir, la temperatura, el oxígeno u otros gases son factores que, aunque ajenos al propio alimento (extrínsecos), influirán también de manera decisiva. Conocer y modificar estos parámetros proporcionará una herramienta de valor incalculable para limitar el desarrollo microbiano en los alimentos.
El Congreso Internacional de la Sociedad de Ecología Microbiana y Enfermedad SOMED, que acaba de celebrarse en su 35ª edición en Valencia, es un encuentro dedicado a los avances científicos en ecología microbiana y a su papel en la salud y las enfermedades. Por su importancia y aplicaciones, el evento, celebrado por vez primera en EE.UU. en el año 1976, despierta el interés de gran número de científicos y especialistas de diversas disciplinas en todo el mundo. En esta ocasión, la organización del congreso ha corrido a cargo del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos del CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas) y en él han participado varios expertos del Panel de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA). Entre los temas tratados, destacan las ponencias sobre bacterias probióticas, reguladoras del equilibrio dentro del tracto gastrointestinal, y sus efectos beneficiosos sobre la salud.
