Pseudomonas aeruginosa

La OMS publicó este año una lista de los patógenos bacterianos más peligrosos del mundo que además son resistentes a múltiples antibióticos y representan una grave amenaza para la salud humana. Esta lista incluye a la Pseudomonas aeruginosa, un patógeno nosocomial muy temido causante de neumonías potencialmente mortales.

 

Pseudomonas aeruginosa pertenece a la familia Pseudomonaceae. Es un bacilo recto o ligeramente curvado Gram negativo, con un tamaño de 2–4 x 0,5-1 micras, y móvil gracias a la presencia de un flagelo polar. Su metabolismo, es aerobio (aunque puede desarrollarse en condiciones anaerobias utilizando nitrato), catalasa positivo y oxidasa positivo.

Utilizando microtejidos de pulmón humano, un equipo del Biozentrum de la Universidad de Basilea ha descubierto la estrategia utilizada por la Pseudomonas aeruginosa, el peligroso patógeno, para provocar la enfermedad. Sobre esto hablaremos aquí en el blog…

 

Pseudomonas aeruginosa es un agente patógeno especialmente amenazante para los pacientes inmunocomprometidos y para quienes reciben ventilación mecánica, con tasas de mortalidad de hasta un 50 por ciento. La bacteria cuando infecta el aparato respiratorio, para atacar a células pulmonares específicas desarrolla una estrategia sofisticada para vulnerar la línea de defensa de los pulmones. Los resultados de esta investigación fueron publicados en la revista científica 'Nature Microbiology'.

Los investigadores de la Universidad de Basilea dirigidos por el profesor Urs Jenal, del Biozentrum, han examinado el proceso de infección utilizando tejido pulmonar cultivado en sus laboratorios a partir de células madre humanas y de esta manera los autores describen cómo las Pseudomonas atraviesan la capa superior de tejido pulmonar e invade zonas más profundas.

 

El epitelio que recubre nuestros alveolos pulmonares está revestido por una fina capa de células apretadas (neumocitos planos y otros denominados “granulares” que secretan fosfolípidos-el surfactante-). La superficie bronquial y alveolar también está recubierta por el moco, que ayuda a atrapar los microorganismos, para ser eliminados por los mecanismos defensivos del sistema inmune que existen en las vías respiratorias.

Esta capa epitelial cultivada, sirve como una barrera eficaz y es casi impenetrable contra patógenos invasores. La bacteria Pseudomonas ha encontrado una manera de romperla, pero hasta ahora seguía siendo un misterio cómo es que este agente patógeno lograba cruzar esa barrera tisular. El profesor Urs Jenal, de Basilea, informaría sobre sus investigaciones: “Hemos cultivado microtejidos de pulmón humano que imitan de manera realista el proceso de infección dentro del cuerpo de un paciente y estos modelos pulmonares nos permitieron descubrir la estrategia de infección del patógeno”. 

 

Utilizando las células caliciformes productoras de moco como “caballos de Troya” para invadir y cruzar la barrera del tejido, las Pseudomonas al atacar las células caliciformes, que constituyen sólo una pequeña parte de la mucosa pulmonar, pueden romper la línea de defensa. “Pueden abrir la puerta” dice el profesor Jenal.

 

Pueden hacerlo porque las Pseudomonas cuentan con un gran arsenal de factores de virulencia, conocidos como sistemas de secreción, con los que ataca e invade específicamente las células caliciformes, se replica dentro de las células y finalmente las mata. La explosión de las células muertas provoca rupturas en los tejidos y la barrera protectora se vuelve permeable mientras los patógenos aprovechan para colonizar rápidamente los sitios de ruptura y se propagan a regiones de tejido más profundas.

 

La sofisticada estrategia de infección de las Pseudomonas se ha aclarado utilizando tejido pulmonar humano cultivado, y sin embargo, no está claro cómo es que los patógenos adaptan su comportamiento durante el proceso de infección, ya que primero deben movilizarse para extenderse por la superficie del tejido y luego deben adherirse rápidamente a las células pulmonares al entrar en contacto con ellas para activar sus factores de virulencia. Se sabe que las bacterias pueden cambiar rápidamente su comportamiento gracias a pequeñas moléculas de señalización. Sin embargo, hasta ahora no se disponía de la tecnología necesaria para estudiar estas correlaciones.

 

El equipo de Jenal ha desarrollado un biosensor para medir y rastrear una pequeña molécula de señalización llamada c-di-GMP en bacterias individuales. El método fue descrito recientemente en 'Nature Communications'. “Se trata de un avance tecnológico. Ahora podemos monitorear en tiempo real y con alta resolución cómo se regula esta molécula de señalización durante la infección y cómo controla la virulencia del patógeno. Tenemos una vista detallada de cuándo y dónde las células bacterianas individuales activan ciertos programas para regular su comportamiento. Este método nos permite investigar las infecciones pulmonares con más detalle”, afirma Jenal.

 

Los cultivos de pulmón humano y de otros órganos como la vejiga permiten a los investigadores estudiar los efectos de los antibióticos en los tejidos, identificando, por ejemplo, dónde y cómo sobreviven las bacterias durante el tratamiento. 

 

Modelos de órganos que serán indispensables en el futuro para desarrollar estrategias nuevas y eficaces para combatir los patógenos. “Gracias al desarrollo de organoides pulmonares humanos, ahora comprendemos mucho mejor cómo se comportan los patógenos en el tejido humano y, presumiblemente, en los pacientes”, concluye el profesor Jenal.

 

Maracaibo, martes 27 de agosto del año 2024