Quorum sensing: el lenguaje secreto que permite a millones de bacterias coordinar ataques dentro del organismo

El Quorum sensing, es un concepto necesario para entender el proceso de la enfermedad provocada por bacterias y hongos, además de la acción de los antibióticos.

A medida que las bacterias se multiplican, la cantidad de inductores químicos en el ambiente aumenta.
A medida que las bacterias se multiplican, la cantidad de inductores químicos en el ambiente aumenta.

Te preguntarás qué es el "quorum sensing" se trata de un sistema de comunicación y control intercelular que utilizan las bacterias.

Los conjuntos bacterianos son sistemas dinámicos complejos que interactúan entre sí, y gracias a esa interacción, las bacterias coexisten, colaboran, compiten e intercambian información de forma coordinada. Una forma de comunicación de las bacterias es el quorum sensing.

Imagina que las bacterias no son entes solitarios que actúan por su cuenta, sino ciudadanos de una micro-ciudad que necesitan ponerse de acuerdo antes de lanzar un ataque. Las bacterias no tienen voz, pero tienen química. Los inductores químicos son, esencialmente, los "mensajes de texto" o las señales de humo que las bacterias envían para comunicarse entre sí.

El poder de la unión

Ahora te preguntarás cómo una bacteria que es tan pequeña puede hacernos tanto daño, pues bien nunca llega sola, las bacterias aplican la unión hace la fuerza. Pero te preguntarás entonces ¿cómo saben que ya son suficientes bacterias como para iniciar una infección? Aquí es donde entran los inductores químicos.

Cada bacteria libera constantemente pequeñas moléculas al exterior los inductores químicos. A medida que las bacterias se multiplican, la cantidad de estos inductores en el ambiente aumenta. Cuando la concentración de estos inductores químicos llega a un límite (un "quórum"), las bacterias se dan cuenta de que están rodeadas de millones de compañeras.

Al recibir esta señal masiva, todas se activan al mismo tiempo: liberan toxinas, atacan al cuerpo o crean una especie de escudo protector.
Al recibir esta señal masiva, todas se activan al mismo tiempo: liberan toxinas, atacan al cuerpo o crean una especie de escudo protector.

Al recibir esta señal masiva, todas se activan al mismo tiempo: liberan toxinas, atacan al cuerpo o crean una especie de escudo protector llamado biofilm. Este fenómeno de comunicación y conteo poblacional se conoce en la ciencia como Quorum Sensing.

Cultivo de bacterias

En 1972 Eberhard estudió la bacteria marina Vibrio fischeri (V. fischeri), la cual, al ser cultivada en el laboratorio a altas densidades celulares, emitía luminiscencia. Lo primero que se descubrió es que este microorganismo forma relaciones simbióticas con algunas especies de calamares (Eupryma scolopes), según explicó una investigación publicada en una revista científica especializada.

De este modo, la bacteria obtiene un lugar seguro donde vivir, y por su parte el calamar puede alejarse de los depredadores gracias a la luz emitida por las bacterias.

El problema es que las bacterias se han vuelto muy inteligentes, mutan y se vuelven resistentes a estos ataques.
El problema es que las bacterias se han vuelto muy inteligentes, mutan y se vuelven resistentes a estos ataques.

Ahora bien, ¿para qué es toda esta información? Pues bien, Los antibióticos tradicionales que conocemos (como la penicilina) funcionan como "armas pesadas": entran al cuerpo y matan a las bacterias. El problema es que las bacterias se han vuelto muy inteligentes, mutan y se vuelven resistentes a estos ataques.

Para solucionar esto, ahora los científicos se han enfocado en desarrollar nuevas estrategias para cortar esa comunicación, los inhibidores de Quorum Sensing, también llamados anti-inductores. En lugar de matar a la bacteria, estos nuevos fármacos interfieren en su "conversación". Es como cortarles el internet o bloquear sus señales de humo.

De esta manera los nuevos antibióticos interfieren el mensaje, lo destruyen, el medicamento disuelve o rompe los inductores químicos en cuanto salen de la bacteria, por lo que el mensaje nunca llega a las demás.

El efecto de otros es como bloquear la antena, las bacterias tienen receptores y los nuevos fármacos se colocan sobre esas antenas bloqueándolas, de modo que la bacteria se queda como "sorda".

Mientras que hay otras acciones de los medicamentos de nueva generación que impide a la bacteria fabricar sus inductores químicos originales, dejándola como "muda" y por lo tanto no se completa la comunicación y el sistema inmune puede entrar en acción.

Referencia de la noticia

Quorum sensing en bacterias y levaduras. March Rosselló, GA y Eiros Bouza, JM (2013). Sensación de quórum en bacterias y levaduras. Medicina Clínica , 141 (8), 353–357. https://doi.org/10.1016/j.medcli.2013.02.031