El calcio induce infecciones pulmonares crónicas

Un receptor situado en la envoltura celular bacteriana monitoriza la concentración de calcio en el medio ambiente

E.P. | 03 - Noviembre - 2016 15:00 h.

La bacteria 'Pseudomonas aeruginosa' es un patógeno potencialmente mortal en los hospitales, con alrededor de un 10 por ciento de todas las infecciones nosocomiales, en particular, la neumonía, causadas por este patógeno. Investigadores de la Universidad de Biozentrum de Basilea, Suiza, han descubierto ahora que el calcio induce el cambio de la infección aguda a crónica.

Los autores de este trabajo, cuyos detalles se revelan en un artículo publicado en 'Nature Microbiology', también han informado de por qué los antibióticos son menos eficaces en la lucha contra el patógeno en su estado crónico.

Uno de los patógenos más graves es la bacteria 'Pseudomonas aeruginosa', que es causa frecuente de infecciones en los hospitales y es notoriamente difícil de tratar debido a su multi-resistencia a los antibióticos. Aunque 'P. Aeruginosa' es responsable de una gama de diferentes infecciones en los seres humanos, es la principal causa de infecciones pulmonares crónicas en pacientes inmuno-comprometidos.

En una etapa temprana aguda de la neumonía, el patógeno emplea un amplio arsenal de armas --los llamados factores de virulencia-- para invadir el huésped y evadir el sistema inmune. Durante la progresión de la enfermedad, la bacteria adapta su estrategia mediante la conmutación de virulencia aguda a crónica. Detiene la producción de factores de virulencia, como el sistema de inyección bacteriana y toxinas y, en cambio, produce una matriz protectora y reduce su tasa de crecimiento.

Las señales ambientales que dirigen esta transición se desconocían hasta ahora. El equipo dirigido por el profesor Urs Jenal, biólogo de infección en la Universidad Biozentrum de Basilea, ha identificado el calcio como una señal que activa específicamente el interruptor a la virulencia crónica.

"En 'Pseudomonas' una vía central de señalización detecta la información ambiental y, en última instancia, determina si el patógeno se someterá al cambio de virulencia agua a crónica --explica Jenal--. Aunque son bien conocidos los componentes de esta vía, no se ha definido ninguna de las señales externas que modulan el interruptor".

Un receptor evalúa la concentración de calcio

Los investigadores han descubierto ahora que un receptor situado en la envoltura celular bacteriana monitoriza la concentración de calcio en el medio ambiente y transmite esta señal en la célula. Niveles elevados de calcio desencadenan el cambio a un programa crónico: las bacterias se protegen dentro de una estructura de biopelícula, reducen su tasa de crecimiento y aumentan su tolerancia a los fármacos y persistencia.

Por último, los científicos fueron capaces de demostrar la relevancia clínica de sus resultados. Los pacientes que padecen fibrosis quística desarrollan infecciones crónicas por 'P. Aeruginosa' para toda la vida, las cuales dañan permanentemente su tejido pulmonar.

"La mayoría de las vías respiratorias de los pacientes con FQ aisladas han conservado su sensibilidad al calcio --enfatiza Jenal--. Creemos que esto permite que estas bacterias se adapten constantemente a su virulencia en respuesta a las condiciones a menudo cambiantes en las vías respiratorias".

Una de las características de la fibrosis quística es la desregulación de la homeostasis del calcio. Suponemos que los niveles elevados de calcio en pacientes promueven el cambio de un estado agudo a uno crónico de la infección. Esto es ventajoso para el patógeno, ya que puede asegurar su supervivencia a largo plazo en el tracto respiratorio. Al mismo tiempo, el tratamiento de los pacientes con infección crónica se hace más difícil", concluye.