Las bacterias que causan el cólera pueden iniciar la infección mediante la coordinación de una ola de cambio de forma en masa que les permite penetrar más eficazmente en el intestino de sus víctimas. La proteína que cambia la forma –denominada CrvA– permite a la bacteria Vibrio cholerae transformarse en una forma de sacacorchos que probablemente le ayuda a retorcerse y luego escapar del moco protector que recubre el interior del intestino. La expresión de esta proteína se activa a través del proceso de percepción de quórum o autoinducción, en el que las bacterias se comunican entre sí para coordinar una infección. En experimentos, las bacterias V. cholerae curvadas podían moverse más fácilmente a través de un gel grueso, mientras que en una forma recta no podía infectar a un huésped de manera eficiente. Si la forma juega un papel crítico en la infección por V. cholerae, entonces se podrían desarrollar tratamientos contra el cólera que impidan la capacidad de las bacterias de transformarse o alterar el intestino de un paciente para que la bacteria no pueda infectarlo. Cada año, millones de personas en todo el mundo desarrollan cólera, causando miles de muertes, principalmente por deshidratación. El cólera es particularmente prevalente donde el agua potable es escasa, como en el mundo en desarrollo, las zonas de guerra y las áreas que se recuperan de desastres naturales. “Sabemos que si V. cholerae no puede curvarse, no puede provocar la enfermedad. Eso sugiere que si podemos evitar que se curve, se limitaría su capacidad de hacer que las personas enfermen. Todavía tenemos que descubrir cómo conseguirlo”, dijo uno de los autores del trabajo, Zemer Gitai, profesor Biología Molecular en Princeton. Los filamentos de CrvA se juntan en un lado de V. cholerae, formando un polímero duro que retrasa el crecimiento en ese lado de la célula. El otro lado de la bacteria crece más rápido, dando como resultado la forma curvada. La expresión de CrvA se activa mediante la detección de quórum y aumenta a medida que crece la densidad de población de bacterias. Éstas pueden usar la detección de quórum para alertarse de que su ambiente ha cambiado, pasando del agua –donde la forma recta es ventajosa– al intestino del huésped. CrvA se ubica en el periplasma, un compartimiento celular entre la membrana externa e interna de bacterias Gram-negativas como V. cholerae. Mientras que las bacterias usan otros filamentos de proteínas para asumir diversas formas, CrvA es el primer filamento descubierto en el periplasma. Desde el punto de vista del tratamiento, el periplasma es más accesible que el interior de una bacteria, o citoplasma.
La fisiología de las bacterias, clave en las enfermedades
En general, los resultados sugieren que las enfermedades causadas por bacterias pueden depender significativamente de la fisiología de las bacterias y su interacción con el ambiente. Por ejemplo, todas las especies curvadas del género Vibrio –incluyendo la especie V. vulnificus, que se encuentra en los mariscos poco cocidos y causa graves enfermedades– tienen la proteína CrvA. Las bacterias han desarrollado rasgos específicos para sobrevivir en su entorno ideal, como el tracto intestinal. La misteriosa curvatura de la bacteria benigna Caulobacter crescentus le ayuda a soportar mejor las corrientes en lagos, estanques y arroyos en los que crece. V. cholerae y Caulobacter son bastante diferentes, por lo que al parecer evolucionaron por separado, pero en realidad son muy similares. En ambos casos, su curvatura les permite lidiar con la mecánica del mundo en el que viven. Esto dice algo sobre la vida a esta escala: navegar por el ambiente físico es un tema al que muchas bacterias se enfrentan y han desarrollado soluciones similares independientemente. Los científicos pueden explotar esas adaptaciones mediante el desarrollo de tratamientos que se dirijan a la capacidad de una bacteria para desenvolverse con éxito en su entorno. Este enfoque, frente a matar las bacterias directamente, podría ayudar a reducir el creciente problema de las bacterias que se vuelven resistentes a los antibióticos. Las bacterias aún estarían vivas, pero su infectividad resultaría mermada. Una pregunta ha estado abierta desde que el científico holandés y llamado ‘Padre de la Microbiología’, Antonie van Leeuwenhoek, miró a través de un microscopio hace 300 años y vio que las bacterias tienen todas estas formas diferentes.
