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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Nanojeringas bacterianas

 Nanojeringas bacterianas - Quilo de Ciencia podcast - CienciaEs.com

La Naturaleza ofrece multitud de ejemplos de relaciones de amor, o de interés, entre bacterias y otros organismos realmente sorprendentes. Tomemos, por ejemplo, las bacterias del género Photorhabdus. Estas bacterias viven en simbiosis con un pequeño gusano nematodo que vive en el interior del intestino de varias especies de insectos. Una vez el gusano se ha establecido como parásito en un insecto, probablemente porque este lo ha injerido a partir de una fuente de alimento contaminada, el gusano regurgita una pequeña dosis de su contenido intestinal, que es rico en las bacterias Photorhabdus. Estas bacterias resisten el ataque del sistema inmunitario del insecto y se reproducen con rapidez, matándolo. Tras la muerte, las bacterias digieren los órganos del insecto, que finalmente se convierten en una densa sopa de bacterias Photorhabdus, las cuales sirven de fuente de alimento para el gusano, lo que favorece su reproducción. Cuando la fuente de alimento se acaba, las bacterias se reasocian con las nuevas larvas ya infecciosas del gusano y, juntas, bacterias y gusanos, emergen del cadáver del insecto para poder infectar a una nueva víctima.

Otro tipo de colaboraciones entre gusanos y bacterias son menos evidentes. Un ejemplo asombroso lo tenemos en unas bacterias que son necesarias para inducir la metamorfosis de ciertos animales marinos. Entre estos se encuentran los corales, y también las larvas de algunos gusanos, llamados tubícolas, los cuales, tras la metamorfosis de larva a adulto, se establecen en una superficie, de la que ya no se mueven en su vida, y generan un tubo mineralizado en el que viven y desde el que proyectan prolongaciones en forma de plumas que les permiten captar alimento. La metamorfosis de estos animales es imposible sin el concurso de ciertas bacterias.

Así las cosas, no se había conseguido aún dar una respuesta a la pregunta de cómo se las arreglan las bacterias para, en un caso, convertir en sopa bacteriana a todo un insecto y en otro para inducir la metamorfosis de ciertos animales. Dos recientes estudios descubren ahora que las bacterias pueden generar estructuras moleculares, similares a minúsculos erizos marinos en los que las púas son las jeringas, que han recibido el nombre genérico de “estrellas de la muerte”. Las estrellas de la muerte causan la muerte fulminante de las células del insecto infectado con Photorhabdus. El conjunto de toxinas inyectado en las células del desafortunado insecto consigue matarlas y que estas liberen sus contenidos al exterior, donde la bacteria los aprovecha para nutrirse y crecer.

Sin embargo, en el caso de la metamorfosis, no solo la bacteria no produce la muerte, sino que se podría decir que induce una nueva vida. Los científicos han descubierto que las estructuras fabricadas por las bacterias simbiontes contienen una proteína que, al ser introducida mediante las jeringas en las larvas de los gusanos marinos, induce su metamorfosis a animal adulto.

Estos estudios permiten imaginar utilizar a las estrellas de la muerte como instrumentos para liberar medicamentos o sustancias biológicas activas al interior de nuestras células y tratar así de manera más específica y efectiva algunas enfermedades.

Referencias:

Isabella Vlisidou el al (2019). The Photorhabdus asymbiotica virulence cassettes deliver protein effectors directly into target eukaryotic cells. https://doi.org/10.7554/eLife.46259

Charles F Ericson et al (2019). A contractile injection system stimulates tubeworm metamorphosis by translocating a proteinaceous effector. https://doi.org/10.7554/eLife.46845

Jorge Laborda, 3 de noviembre de 2019

Más información en el Blog de Jorge Laborda.

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Quilo de Ciencia Volumen II. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen III. Jorge Laborda
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