Cómo se desliza el estafilococo entre ambientes biológicos

Es un hecho desagradable que la mayoría de nosotros estamos felices de ignorar: nuestra boca y nariz son hogares naturales para bacterias infecciosas y resistentes a los antibióticos.

La buena noticia es que nuestros entornos nasal y bucal normalmente están equipados para mantener estos gérmenes bajo control, afirmó Gemma Regura, profesora del Departamento de Microbiología, Genética e Inmunología de la Universidad Estatal de Michigan.

Cuando estos gérmenes, como Staphylococcus aureus y su variante MRSA resistente a los antibióticos, penetran profundamente en las vías respiratorias u otras partes del cuerpo, como el corazón, pueden causar infecciones graves e incluso potencialmente mortales.

Reguera y sus colegas ahora han demostrado que nuestros cuerpos pueden crear, sin saberlo, condiciones que llevan estafilococos, incluido MRSA, a esas zonas de riesgo.

«¿Conoce a esas personas en el aeropuerto agitando palos para indicar vuelos directos? Eso es todo», dijo Regura, cuyo equipo publicó la nueva investigación en la revista mbio.

La otra cara es que este informe también proporciona nuevos conocimientos y estrategias que pueden ayudar a los investigadores a evitar que nuestros habitantes naturales se propaguen a lugares donde no deberían.

«Estas son las criaturas que albergamos», dijo Regura. «Es como tener vecinos que no te agradan. Tenemos que aprender a vivir con ellos».

Deslizamiento y deslizamiento de estafilococos

Comprender cómo viajan estas bacterias a diferentes partes del cuerpo es un enigma complejo subrayado por dos hechos simples.

Primero, los gérmenes obviamente se mueven y enferman a las personas. En segundo lugar, no están bien equipados para hacerlo. Staph, MRSA y similares carecen de apéndices en forma de flagelos en forma de cola que ayudan a otros tipos de bacterias a desplazarse.

Enfrentar estos dos hechos aparentemente contradictorios es un nuevo problema para el grupo de Regura.

Ella y su equipo son quizás más conocidos por su extenso trabajo con bacterias del suelo, que han demostrado que pueden hacer cosas como enjabonar elementos radiactivos. Pero, con el apoyo de la Oficina de Investigación Naval, los investigadores han aportado una perspectiva ecológica única a los estudios de estafilococos (el plural de estafilococo) y otras bacterias que viven en nuestra nariz, boca y oído medio.

«Lo que me resulta fascinante del entorno perioral es su diversidad ecológica y cuánto puede cambiar su química en un espacio tan pequeño», dijo Regura. «Este era un territorio nuevo para mí y un enorme esfuerzo intelectual debido a la impresionante literatura sobre las bacterias asociadas a los humanos. Pero hicimos lo que mejor sabemos hacer: observamos estos microbios a través de la lente de la ecología microbiana».

Christine Jacob, quien trabajó en este proyecto como estudiante de doctorado, y Santiago Hernández-Villamizar, Ph.D. Estudiante de la Universidad de Los Andes en Colombia, ayudó a forjar el camino del laboratorio hacia este nuevo campo.

El equipo descubrió por primera vez que ciertas proteínas formadas por nuestras membranas mucosas actúan como lubricantes para las colonias de bacterias estafilococos. Estas mucinas facilitaron la propagación de los microbios, pero aún no fueron suficientes para explicar qué tan bien se propagaron en los peores escenarios.

«Descubrimos que las colonias pueden expandirse pasivamente cuando hay suficiente lubricación», dijo Regura. «Pero hay que hacer más que ser pasivo para activar una infección. Es más activo y organizado».

Al cultivar diferentes cepas de diferentes especies de Staphylococcus aisladas de voluntarios humanos sanos, el equipo desarrolló sistemáticamente un grupo de competidores con genética diversa que se propagaban activamente en un entorno biológico simulado.

Descubrieron que, en las condiciones adecuadas, las ganadoras eran especies conocidas como Staphylococcus aureus y Staphylococcus epidermidis. Cuando estas colonias bacterianas crecen lo suficiente, los microbios en la abarrotada periferia se indican entre sí que es hora de fabricar sus propios lubricantes y deslizarse más rápido.

Para profundizar más, el grupo se asoció con Neil Hammer, profesor asistente en MSU y experto en estafilococos. El equipo trabajó con cepas de MRSA que desactivaron partes de sus sistemas de detección de multitudes. Al hacerlo, identificaron péptidos producidos por las bacterias que actúan como lubricantes para ayudar en su movimiento.

La combinación adecuada de mucinas y péptidos secretores abrió las puertas, casi literalmente, a la proliferación bacteriana.

«Básicamente tenemos sustancias químicas en nuestras superficies mucosas que extienden la alfombra roja para estas bacterias hacia nuestros sitios más vulnerables», dijo Regura. «De repente, las bacterias empiezan a producir sus propios péptidos y son imparables. Pueden colonizar nuevas áreas y crecer».

Si bien este descubrimiento plantea nuevas preguntas que deben responderse antes de proporcionar nuevas ideas terapéuticas, también proporciona nuevas pruebas y técnicas para ayudar a los investigadores en esa búsqueda.

«Los aspectos clínicos y terapéuticos de este trabajo realmente impulsarán la forma en que analicemos este fenómeno en el futuro», afirmó Regura.

Mientras tanto, Reguera disfruta de una sensación de logro personal y profesional con el crecimiento de su laboratorio hacia un nuevo campo de investigación. Él atribuye ese éxito al trabajo en equipo de estudiantes graduados intrépidos y trabajadores, así como a un co-investigador generoso y colaborador en Hammer.

«Nunca pensé que trabajaría con estafilococos en toda mi vida», dijo. «Estoy muy orgulloso de mis alumnos y agradecido por los conocimientos expertos de mi colega y ahora colaborador, Neil Hammer».