Leptospira
Otras bacterias que estudiamos en el Laboratorio de Microbiología Molecular y Estructural del Institut Pasteur de Montevideo pertenecen al género Leptospira, que incluye unas cuantas especies, primas hermanas unas de otras. Varias de ellas provocan una enfermedad muy seria llamada leptospirosis.
Esta enfermedad afecta tanto a animales silvestres como domésticos y desde ellos puede ser transmitida a los humanos. A los perros, por ejemplo, les genera una infección que puede causar la muerte si no están vacunados; en vacas y ovejas provoca abortos espontáneos y la pérdida de terneros/corderos recién nacidos.
En los humanos, esta bacteria puede provocar una enfermedad infecciosa que puede ser grave si no se la diagnostica y trata a tiempo. Los antibióticos son muy importantes cuando una persona se enferma, pues si no puede provocar daños serios en el hígado y en los riñones.
Para infectar a humanos y animales, las leptospiras se benefician de la forma que tiene su célula, similar a un sacacorchos (forma espiralada). Esta morfología le permite nadar con gran eficiencia en el agua (como si fuera un torpedo) y también moverse en ambientes muy viscosos, como los que encuentra en los tejidos cuando infecta.
Las leptospiras también viven en tierras húmedas o nadando en el agua de lagunas y ríos. Allí llegan transportadas por la orina de los animales infectados y puede sobrevivir, precisamente, porque la célula se reprograma para vivir en otro ambiente.
En nuestro laboratorio nos interesa la leptospirosis en los bovinos. Uno de los aspectos que estudiamos sobre estas bacterias es cómo sienten si están adentro o afuera del organismo hospedero, y otro aspecto es cómo se aseguran ciertos nutrientes en ambientes en donde escasean.
La leptospira necesita hierro como nutriente esencial para realizar diferentes funciones vitales. Sin embargo, en abundancia el hierro puede ser tóxico e inhibir otras funciones. Por estas razones, la leptospira tiene unas proteínas que cumplen el papel de “antena” que detecta la presencia o ausencia de hierro en el ambiente.
Cuando esta antena detecta la abundancia de hierro, envía un mensaje a la célula para que construya moléculas de hemo, las cuales capturan el hierro del ambiente y lo unen fuertemente. Las moléculas de hemo impiden que el exceso de hierro quede libre en las células –porque sería tóxico– y además ese hemo le sirve a la bacteria para realizar funciones esenciales como, por ejemplo, respirar.
En cambio, cuando la antena detecta que hay escasez de hierro, la señal enviada es diferente.
En caso de poca disponibilidad de hierro en el ambiente, la leptospira es capaz de recurrir a las reservas del mineral capturado en forma de hemo en tiempos de abundancia, disparando la degradación endógena de hemo. Así logra controlar la concentración justa de hierro que necesita para vivir.
La leptospira también tiene un sistema regulador de la virulencia (llamado LVR, por sus siglas en inglés), formado por diferentes proteínas que incluyen a LvrA y LvrB, y varias más. Este sistema es capaz de sentir algo en el ambiente (que aún no hemos podido identificar, pero en lo que estamos trabajando), que lleva a las leptospiras a volverse más agresivas cuando entran en el animal al que infectan.
Pero al ingresar al cuerpo de un animal o un humano, este sistema de proteínas manda una señal que activa al sistema de virulencia de la bacteria.
Para la célula de leptospira, la activación del sistema LVR hace que cientos de genes se prendan y otros cientos se apaguen. Este proceso reprograma a la bacteria para que sea capaz de infectar al animal o al humano en el que penetró.
Además, en esa tarea de infectar, también deberá desarrollar mecanismos para escapar del sistema inmune del organismo hospedero.
Abróchense los cinturones para otro viaje por la galaxia bacteriana a bordo de un Bacillus subtilis.