La tuberculosis afecta a más de 12 millones de personas en todo el mundo, y por lo general se trata con una combinación de cuatro fármacos durante varios meses. Sin embargo, incluso después de completar el tratamiento, muchos pacientes sufren recaídas.
Los científicos han sostenido que la bacteria de la tuberculosis, la Mycobacterium tuberculosis , tendría tanta resistencia porque es capaz de refugiarse en un extraño estado "zombi" en el cuerpo del paciente, para volver a la vida cuando las condiciones se lo permitan.
Ahora, científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, han hecho la primera observación experimental de la Mycobaterium tuberculosis en ese estado zombi, que parece estar amplificado por condiciones estresantes, como los ataques del sistema inmune del huésped. El trabajo apunta a vías completamente nuevas para el tratamiento de esta enfermedad, informa la EPFL en un comunicado.
Buscando pruebas
Las bacterias vivas se dividen y proliferan. Si no lo hacen, son consideradas como “muertas”. Sin embargo, algunas bacterias pueden entrar en un extraño estado intermedio en el que siguen biológicamente activas –continúan produciendo energía y proteínas- pero no se dividen.
En ese estado, "son una especie de muertos vivientes, son como zombis", explica John McKinney, uno de los autores de la investigación. "Las bacterias en dicho estado siguen activas, pero sin crecer ni dividirse. Son consideradas entonces como ‘sin crecimiento pero metabólicamente activas’ o ‘NGMA’".
Hasta ahora, se pensaba que este estado es la base de las recaídas de la tuberculosis: cuando la población de M. tuberculosis infecta a un paciente y, a continuación, se enfrenta a antibióticos agresivos, una parte de ella cae en este estado zombi, como mecanismo de defensa.
Pero, hasta la fecha, había escasas evidencias que respaldasen esta teoría. Esta carencia se debe en parte a que las técnicas experimentales para el estudio de poblaciones de bacterias en general dependen de bacterias que están en crecimiento.
Los científicos han sostenido que la bacteria de la tuberculosis, la Mycobacterium tuberculosis , tendría tanta resistencia porque es capaz de refugiarse en un extraño estado "zombi" en el cuerpo del paciente, para volver a la vida cuando las condiciones se lo permitan.
Ahora, científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, han hecho la primera observación experimental de la Mycobaterium tuberculosis en ese estado zombi, que parece estar amplificado por condiciones estresantes, como los ataques del sistema inmune del huésped. El trabajo apunta a vías completamente nuevas para el tratamiento de esta enfermedad, informa la EPFL en un comunicado.
Buscando pruebas
Las bacterias vivas se dividen y proliferan. Si no lo hacen, son consideradas como “muertas”. Sin embargo, algunas bacterias pueden entrar en un extraño estado intermedio en el que siguen biológicamente activas –continúan produciendo energía y proteínas- pero no se dividen.
En ese estado, "son una especie de muertos vivientes, son como zombis", explica John McKinney, uno de los autores de la investigación. "Las bacterias en dicho estado siguen activas, pero sin crecer ni dividirse. Son consideradas entonces como ‘sin crecimiento pero metabólicamente activas’ o ‘NGMA’".
Hasta ahora, se pensaba que este estado es la base de las recaídas de la tuberculosis: cuando la población de M. tuberculosis infecta a un paciente y, a continuación, se enfrenta a antibióticos agresivos, una parte de ella cae en este estado zombi, como mecanismo de defensa.
Pero, hasta la fecha, había escasas evidencias que respaldasen esta teoría. Esta carencia se debe en parte a que las técnicas experimentales para el estudio de poblaciones de bacterias en general dependen de bacterias que están en crecimiento.
Etiquetando los genes de los ‘muertos vivientes’
Los investigadores de la EPFL idearon la manera de analizar a las bacterias zombi. Dado que estas aún son metabólicamente activas, siguen produciendo nuevas proteínas. Con una técnica de etiquetado fluorescente de un gen que se activa cuando la M. tuberculosis produce nuevas proteínas, los científicos lograron rastrear dicha actividad, con la ayuda de un microscopio.
Las bacterias genéticamente etiquetadas fueron desarrolladas bajo diversas condiciones estresantes, como limitación de nutrientes, antibióticos o condiciones que emulaban un ataque del sistema inmune del paciente.
Además, fueron tomadas bacterias de los pulmones de ratones infectados tuberculosis, a distintos estadios de infección. También marcadas con las etiquetas genéticas, estas bacterias fueron analizadas, para ver cómo les afectaban diversas condiciones a través del tiempo.
Se descubrió así que la M. tuberculosis responde a condiciones estresantes -como los ataques inmunes o la falta de nutrientes- mediante la diversificación de su población, llevando a una parte de esta al estado zombi. Este estado podría ser una respuesta defensiva a la inmunidad del paciente, afirman los científicos.
Por otra parte, los investigadores descubrieron que los pulmones de los ratones con tuberculosis contenían una subpoblación inesperadamente extensa de células zombis. Sorprendentemente, estas células no se encontraron en ratones genéticamente modificados para carecer de sistema inmune, lo que sugiere que el sistema inmune y el estado zombi de esta bacteria están relacionados de alguna forma.
Los científicos creen que este fenómeno podría contribuir a la resistencia a los antibióticos de la M. tuberculosis, y que la presión de la inmunidad y de los medicamentos puede contribuir a la persistencia y a la recaída de la tuberculosis.
En consecuencia, los resultados podrían ser utilizados para desarrollar nuevas estrategias de medicamentos contra esta enfermedad, especialmente dirigidas a evitar que las poblaciones de la M. tuberculosis generen subpoblaciones de bacterias zombi. El grupo está interesado actualmente en la optimización de sus técnicas genéticas de seguimiento para obtener una imagen más clara de la fisiología subyacente al estado zombi de estas bacterias.
Una bacteria cada vez más virulenta y dispersiva
Estos hallazgos resultan especialmente importantes si se tiene en consideración el hecho de que la bacteria de la tuberculosis ha ido acelerando sus tiempos de acción para ir haciéndose cada vez más virulenta y dispersiva, según una investigación internacional reciente, dirigida por un científico español, del Centro Superior de Investigación en Salud Pública de Valencia.
En ella, los investigadores secuenciaron el genoma de 259 cepas de la bacteria de los cinco continentes, lo que permitió conocer su evolución a lo largo de la historia. Se calcula que la tuberculosis lleva 70.000 años acosando a la humanidad, desde que se originó en África. Durante este tiempo, ha coevolucionado y se ha ido adaptando mejor al hombre.
En 2013, un equipo de científicos de la Universidad de Santiago de Compostela ideó una original fórmula para acabar con algunas bacterias, entre ellas la de la tuberculosis: "matar de hambre" a una enzima fundamental para que proliferen. No sabemos si las M. tuberculosis también se harían zombis para protegerse de este nuevo método.
Los investigadores de la EPFL idearon la manera de analizar a las bacterias zombi. Dado que estas aún son metabólicamente activas, siguen produciendo nuevas proteínas. Con una técnica de etiquetado fluorescente de un gen que se activa cuando la M. tuberculosis produce nuevas proteínas, los científicos lograron rastrear dicha actividad, con la ayuda de un microscopio.
Las bacterias genéticamente etiquetadas fueron desarrolladas bajo diversas condiciones estresantes, como limitación de nutrientes, antibióticos o condiciones que emulaban un ataque del sistema inmune del paciente.
Además, fueron tomadas bacterias de los pulmones de ratones infectados tuberculosis, a distintos estadios de infección. También marcadas con las etiquetas genéticas, estas bacterias fueron analizadas, para ver cómo les afectaban diversas condiciones a través del tiempo.
Se descubrió así que la M. tuberculosis responde a condiciones estresantes -como los ataques inmunes o la falta de nutrientes- mediante la diversificación de su población, llevando a una parte de esta al estado zombi. Este estado podría ser una respuesta defensiva a la inmunidad del paciente, afirman los científicos.
Por otra parte, los investigadores descubrieron que los pulmones de los ratones con tuberculosis contenían una subpoblación inesperadamente extensa de células zombis. Sorprendentemente, estas células no se encontraron en ratones genéticamente modificados para carecer de sistema inmune, lo que sugiere que el sistema inmune y el estado zombi de esta bacteria están relacionados de alguna forma.
Los científicos creen que este fenómeno podría contribuir a la resistencia a los antibióticos de la M. tuberculosis, y que la presión de la inmunidad y de los medicamentos puede contribuir a la persistencia y a la recaída de la tuberculosis.
En consecuencia, los resultados podrían ser utilizados para desarrollar nuevas estrategias de medicamentos contra esta enfermedad, especialmente dirigidas a evitar que las poblaciones de la M. tuberculosis generen subpoblaciones de bacterias zombi. El grupo está interesado actualmente en la optimización de sus técnicas genéticas de seguimiento para obtener una imagen más clara de la fisiología subyacente al estado zombi de estas bacterias.
Una bacteria cada vez más virulenta y dispersiva
Estos hallazgos resultan especialmente importantes si se tiene en consideración el hecho de que la bacteria de la tuberculosis ha ido acelerando sus tiempos de acción para ir haciéndose cada vez más virulenta y dispersiva, según una investigación internacional reciente, dirigida por un científico español, del Centro Superior de Investigación en Salud Pública de Valencia.
En ella, los investigadores secuenciaron el genoma de 259 cepas de la bacteria de los cinco continentes, lo que permitió conocer su evolución a lo largo de la historia. Se calcula que la tuberculosis lleva 70.000 años acosando a la humanidad, desde que se originó en África. Durante este tiempo, ha coevolucionado y se ha ido adaptando mejor al hombre.
En 2013, un equipo de científicos de la Universidad de Santiago de Compostela ideó una original fórmula para acabar con algunas bacterias, entre ellas la de la tuberculosis: "matar de hambre" a una enzima fundamental para que proliferen. No sabemos si las M. tuberculosis también se harían zombis para protegerse de este nuevo método.
Referencia bibliográfica:
Manina G, Dhar N, McKinney JD. Stress and Host Immunity Amplify Mycobacterium tuberculosis Phenotypic Heterogeneity and Induce Nongrowing Metabolically Active Forms. Cell Host & Microbe (2015). DOI: 10.1016/j.chom.2014.11.016.
Manina G, Dhar N, McKinney JD. Stress and Host Immunity Amplify Mycobacterium tuberculosis Phenotypic Heterogeneity and Induce Nongrowing Metabolically Active Forms. Cell Host & Microbe (2015). DOI: 10.1016/j.chom.2014.11.016.