Explotación bacteriana
Las cepas productoras de toxinas de la bacteria Bacillus thuringiensis son patógenos virulentos de las orugas que comen repollo. Pero las cepas que no producen toxinas también pueden infectar a los insectos, aprovechando el arduo trabajo de sus hermanos productores de toxinas. Un artículo publicado hoy (5 de julio) en Science describe las primeras observaciones de campo de este comportamiento de carga libre y la dinámica de la relación entre las bacterias explotadoras y explotadas: información que podría conducir a enfoques biopesticidas más efectivos para matar orugas. y eso incluso podría tener implicaciones para la salud humana.
“Es realmente interesante e importante porque muestra por primera vez en un sistema natural huésped-patógeno que la interacción social es importante para comprender la evolución del patógeno virulencia” dijo Jeff Smith de la Universidad de Washington en Saint Louis, quien no participó en el estudio. «También muestra que los patógenos bacterianos tienen problemas para hacer trampa».
Los patógenos bacterianos liberan todo tipo de sustancias químicas que pueden mejorar su adquisición de alimentos, virulencia,…
Hubo cierto escepticismo en la comunidad microbiana sobre la importancia de este [fenómeno] en un entorno natural, dijo Ben Raymond, ecologista evolutivo de la Universidad Royal Holloway de Londres. Entonces, Raymond y su equipo decidieron llevar sus experimentos al campo literalmente.
Plantaron 204 repollos en una granja cerca de Oxford, Reino Unido, agregaron 35 larvas de polilla de espalda de diamante a cada uno y rociaron las plantas con una fina nieblas de B. thuringiensis bacterias que diferían en la proporción de cepas virulentas y no virulentas. Durante 8 semanas, los investigadores analizaron las poblaciones bacterianas de las plantas y descubrieron que cuando la cepa virulenta era poco común, los tramposos no virulentos eran menos capaces de infectar a las orugas y la abundancia relativa de cepas no virulentas disminuía con el tiempo. El equipo también expuso orugas a la bacteria en el laboratorio, observó las infecciones y descubrió que con proporciones más bajas de bacterias virulentas, morían menos orugas.
Los resultados apuntan a un claro riesgo de hacer trampa: si no hay suficientes bacterias virulentas para producir las toxinas necesarias, los tramposos perecerán sin infectar a un huésped. Por otro lado, es metabólicamente costoso producir toxinas, explicó Raymond, como lo demuestran las tasas de crecimiento más lentas de las cepas virulentas. Como resultado, una vez que las bacterias ingresan al huésped, los tramposos dominan. De hecho, cuando las nieblas bacterianas contenían una mayor proporción de la cepa virulenta, los tramposos tendían a prosperar y superaban a las bacterias virulentas.
La forma en que los productores y no productores de toxinas compiten en el campo implica una coexistencia estable, dijo Raymond. Esto es precisamente lo que han sugerido los experimentos de laboratorio anteriores. Las predicciones de la teoría, básicamente, se mantuvieron en una situación de campo, con coles y tierra y todo el ruido y el caos, dijo.
B. thuringiensis son utilizados por algunos agricultores como insecticida biológico respetuoso con el medio ambiente. Por lo tanto, los resultados sugieren que debe tener mucho cuidado al no incluir el tipo que no produce toxinas, porque podrían mitigar los efectos del biocontrol, dijo Smith. A medida que las bacterias no virulentas superan a las cepas productoras de toxinas en el huésped, la población es menos capaz de infectar más plagas. Tener solo un poco de la cepa que no produce podría tener un efecto perjudicial enorme, dijo Smith.
Los hallazgos también pueden tener implicaciones para las enfermedades humanas, agregó Sam Brown de la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido. que no participó en el estudio. Muchas bacterias que son patógenas para los humanos exhiben un comportamiento similar al compartir toxinas. Si podemos entender las interacciones sociales entre los productores y no productores de toxinas, esto puede abrir nuevos ángulos terapéuticos, dijo.
Brown está investigando si las bacterias tramposas podrían usarse como terapia de último recurso en personas infectadas. con bacterias resistentes a los antibióticos, por ejemplo. Si los investigadores pueden modificar genéticamente las cepas bacterianas para que sean despojadas de todos sus factores de virulencia, es posible que puedan superar a las cepas virulentas resistentes a los antibióticos en los pacientes. La gente muere a causa de este tipo de infecciones todos los días, dijo, por lo que debemos comenzar a pensar en más ideas de tratamiento extravagantes.
B. Raymond et al., La dinámica de la virulencia bacteriana cooperativa en el campo, Science, doi:10.1126/science.1218196, 2012.
¿Interesado en leer más?
Hazte miembro de
Recibe acceso completo a más de 35 años de archivos, así como TS Digest, ediciones digitales de The Scientist, artículos destacados ¡y mucho más!Únase gratis hoy ¿Ya es miembro?Inicie sesión aquí