La inflamación impulsa la evolución de las bacterias intestinales

WIKIMEDIA, NIAI La inflamación intestinal causada por la infección por Salmonella activa los bacteriófagos dentro de las bacterias para propagar genes por toda la colonia, según un informe publicado en Science hoy (16 de marzo). Los hallazgos revelan cómo los rasgos genéticos codificados en los virus, como el aumento de la virulencia, pueden emerger rápidamente en las bacterias patógenas durante la infección.

“Es un trabajo realmente bueno que demuestra con elegancia la influencia de la inflamación en actividad de bacteriófagos en el intestino” la microbióloga médica Chloe James de la Universidad de Salford en Manchester, Reino Unido, que no participó en el trabajo, escribió en un correo electrónico a The Scientist.

“Es muy papel de alta calidad” se hizo eco Rob Kingsley del Instituto de Investigación Alimentaria en Norwich, Reino Unido, quien tampoco participó en la investigación. “Muestra por primera vez que algo que es muy importante para la evolución de un patógeno, la transferencia de fagos, se desencadena por la acción del patógeno…

Algunos bacteriófagos, los virus que infectan bacterias, matan a sus huéspedes de inmediato. . Otros toman residencia a largo plazo. Estos fagos templados aseguran su retención dentro de un huésped bacteriano al proporcionar al insecto uno o más beneficios genéticos, como resistencia a los antibióticos o mayor virulencia. Pero cuando la bacteria huésped está en problemas, es un asunto diferente: el fago se replica rápidamente, mata a la célula huésped y se dirige a infectar a las bacterias sanas cercanas. Al transferir sus genes beneficiosos a nuevos huéspedes de esta manera, los virus desempeñan un papel clave en la evolución bacteriana, escribió James.

Las tensiones celulares que podrían provocar que un fago abandone su nave bacteriana se han estudiado en detalle. in vitro, pero mínimamente in vivo, dijo el microbiólogo Wolf-Dietrich Hardt del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich, quien dirigió la nueva investigación. Se sabe que la transferencia de fagos puede ocurrir entre bacterias, por ejemplo, en el intestino de un animal, pero cómo funciona esto realmente, qué lo impulsa y qué tan eficiente es sigue siendo un cuadro negro, dijo.

Para responder a estas preguntas, Hardt y sus colegas infectaron ratones con dos cepas de la bacteria Salmonella. Una cepa (donante) contenía un fago que codifica un factor de virulencia, SopE, que ayuda a las bacterias a invadir las células intestinales del huésped. El otro (receptor) no lo hizo. El equipo introdujo dosis pequeñas e iguales de las dos cepas en los animales para producir una infección intestinal. Después de tan solo 24 horas, la transferencia del fago del gen sopE desde la cepa donante a la receptora fue evidente. Fue súper eficiente, dijo Hardt.

Entonces, ¿qué motivó la transferencia? Dentro del intestino de un animal, Salmonella recibe una severa paliza del sistema inmunitario innato del huésped, dijo Hardt. Están en verdaderos problemas.

Por lo tanto, su equipo planteó la hipótesis de que el entorno inflamatorio podría ser la señal de escape de los fagos. Para probar esta idea, los investigadores crearon versiones no virulentas de las dos cepas de Salmonella. Estas cepas pudieron colonizar el intestino durante aproximadamente tres días antes de causar inflamación, explicó Hardt. Durante este período no inflamatorio, la transferencia de sopE se redujo drásticamente, según demostró el equipo.

Además, la vacunación de los ratones con Salmonella inactivada también reprimió significativamente transferencia de fagos tras una infección posterior por Salmonella. (La vacunación garantiza que las bacterias infectantes posteriores sean neutralizadas por los anticuerpos del huésped en lugar de la inflamación innata).

El estudio sugiere que la vacunación no solo puede proteger contra la enfermedad bacteriana; pero también reducen la capacidad de las bacterias en el cuerpo para transferir material genético que podría aumentar la virulencia o la resistencia al tratamiento, escribió James.

Este beneficio de la vacunación que antes no se había apreciado debería considerarse en futuros estudios inmunológicos, sugirió Hardt.

Es incierto si las estrategias de vacunación se alterarían a la luz de estos experimentos, dijo Vincent Fischetti de la Universidad Rockefeller en la ciudad de Nueva York, quien no participó en el trabajo. Después de todo, agregó, ya se sabe que las vacunas son la mejor manera de controlar la infección, no hay dudas al respecto.

Sin embargo, los hallazgos brindan una mejor comprensión de lo que está ocurriendo. . . en el intestino, dijo Fischetti. Las siguientes preguntas, añadió, son ¿cuáles son las consecuencias [de la transferencia de fagos]? y ¿Cómo juegan estos eventos un papel en la enfermedad?

M. Diard et al., Inflammation boosts bacteriophage transfer between Salmonella spp., Science, 355: 1211-15, 2017.

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