Lunes, 18 noviembre 2024
Un estudio mostró que el patógeno tiene un crecimiento lineal único, un comportamiento que desafía las suposiciones anteriores. Por qué aseguran que el avance brinda pistas sobre su resistencia a los antibióticos y detección
La tuberculosis afecta principalmente a los pulmones, pero también puede comprometer órganos vitales como los riñones, el cerebro y la columna vertebral, según la OMS
Tos persistente, fiebre, sudores nocturnos, pérdida de peso inexplicable y debilidad son algunos de los síntomas más comunes de la tuberculosis, una enfermedad causada por el bacilo Mycobacterium tuberculosis (Mtb), que afecta principalmente a los pulmones, aunque puede comprometer otros órganos vitales como los riñones, la columna vertebral y el cerebro.
La transmisión se produce a través del aire cuando una persona infectada tose o estornuda, lo que la convierte en una amenaza global, ya que, según la Organización Mundial de la Salud (OMS), en 2023 afectó a más de 10 millones de personas y provocó 1,25 millones de muertes.
Ahora, nuevas investigaciones desafían las ideas convencionales sobre la biología del patógeno responsable de esta enfermedad, ya que científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Tufts, en Estados Unidos, identificaron que el Mtb mantiene una tasa de crecimiento constante durante todo su ciclo de vida, a diferencia de otras bacterias que muestran patrones exponenciales.
Este hallazgo, publicado en Nature Microbiology, sugiere que las estrategias de crecimiento atípico del bacilo contribuyen a su capacidad para evadir antibióticos y sistemas inmunitarios.
Además, estas características pueden explicar por qué el tratamiento de la tuberculosis requiere largos periodos con múltiples medicamentos y aun así no garantiza una cura completa en todos los casos.
La lenta duplicación celular y el patrón de crecimiento lineal del bacilo tuberculoso dificultan el control de la enfermedad y plantean la necesidad de terapias específicas
Lo cierto es que el crecimiento constante de Mtb, junto con su capacidad de diversificación celular, ha complicado el desarrollo de tratamientos eficaces. De acuerdo al nuevo trabajo, las investigaciones previas basadas en bacterias de crecimiento más rápido no reflejaban con precisión el comportamiento único de este patógeno. Sin embargo, ahora se plantea la necesidad de enfoques terapéuticos específicos que consideren las propiedades singulares del bacilo tuberculoso, un paso esencial para enfrentar la amenaza de esta enfermedad, que afecta con más fuerza a las poblaciones más vulnerables del mundo.
De todas maneras, los desafíos no residen únicamente en las características únicas de Mtb, sino también en las limitaciones de los métodos tradicionales de investigación. Comprender su biología exigió técnicas innovadoras para observar de manera directa los comportamientos celulares de este patógeno, un avance que redefine la biología bacteriana e ilumina nuevas direcciones para combatir una enfermedad que aún desafía a la salud pública global.
¿Un hallazgo que cambia paradigmas en la biología bacteriana?
El Mycobacterium tuberculosis (Mtb) desafía una creencia central de la biología bacteriana: por primera vez, científicos observaron que esta bacteria mantiene una tasa de crecimiento constante durante todo su ciclo celular. Este comportamiento, nunca observado en organismos unicelulares, pone en duda el modelo tradicional que explica el crecimiento acelerado de las bacterias.
Según este modelo, los ribosomas (estructuras en las células que producen proteínas esenciales) y la síntesis de proteínas (el proceso mediante el cual las células fabrican moléculas necesarias para crecer) permiten que las bacterias aumenten progresivamente su velocidad de crecimiento. “Este es el primer organismo que se ha descrito que puede hacer esto”, afirmó Christin Chung, investigadora de la Facultad de Medicina de Tufts, según un comunicado de prensa emitido por la casa de altos estudios.
El hallazgo redefine el entendimiento de la biología celular de Mtb, en contraste con bacterias modelo como Escherichia coli o Mycobacterium smegmatis, las cuales presentan un crecimiento rápido y uniforme, mientras que la responsable de la tuberculosis sigue un patrón lineal que no depende únicamente de los ribosomas.
“Nuestro trabajo sugiere que puede ocurrir algo más en las bacterias de la tuberculosis que plantea nuevas preguntas sobre su control del crecimiento”, explicó Chung en el mismo comunicado. Este fenómeno podría ayudar a entender cómo Mtb evade los tratamientos antibióticos y las defensas inmunitarias humanas.
El estudio también observó un crecimiento celular inesperado en Mtb, ya que algunas células comienzan a alargarse desde cualquiera de sus extremos después de dividirse, a diferencia de bacterias relacionadas, que crecen desde un polo específico. Este patrón, junto con la constancia en la tasa de crecimiento, demuestra que este bacilo sigue reglas biológicas diferentes a las de bacterias más estudiadas. “La investigación básica en microbiología se centra en organismos modelo de rápido crecimiento, pero eso no los convierte en representantes de otros tipos de bacterias”, señaló Bree Aldridge, profesora de la Facultad de Medicina y de Ingeniería Biomédica de Tufts, en el comunicado oficial.
Estas observaciones no solo cambian la perspectiva científica sobre Mtb, sino que también plantean interrogantes sobre el diseño de tratamientos basados en modelos de crecimiento más comunes. Según Aldridge, “este trabajo demuestra por qué necesitamos estudiar a los patógenos mismos para comprender sus estrategias de supervivencia”.
Estrategias de supervivencia del bacilo tuberculoso
De acuerdo con este nuevo hallazgo, el Mtb logra mantener infecciones prolongadas en el organismo humano gracias a su crecimiento atípico y a su diversidad celular. Estas características generan descendientes con comportamientos distintos, lo que aumenta las probabilidades de tolerar antibióticos o escapar a la detección inmunitaria. Según el comunicado de la Universidad de Tufts, esta diversidad surge de estrategias de crecimiento que amplían las variaciones en las células hijas.
A diferencia de bacterias que crecen de manera uniforme, Mtb usa patrones alternativos, como el inicio del crecimiento desde polos opuestos o desde ambos extremos al mismo tiempo. Estas estrategias potencian la heterogeneidad dentro de la población celular, refuerzan su resistencia a los tratamientos y facilitan la adaptación a diferentes condiciones dentro del organismo humano.
La OMS informa que el tratamiento estándar para la tuberculosis requiere varios meses de antibióticos y tiene éxito en el 85% de los pacientes, lo que deja un porcentaje significativo sin curarse. Los científicos atribuyen esta limitación a lagunas en la comprensión de la biología del bacilo. “Las estrategias celulares de Mtb nos obligan a replantear la forma en que abordamos su tratamiento”, señaló Aldridge en el comunicado oficial.
El comportamiento de Mtb también influye en su capacidad para evadir las defensas inmunitarias. Otras bacterias activan respuestas rápidas del sistema inmunitario, pero la variabilidad que presenta este patógeno dificulta una detección eficaz. Este mecanismo, sumado a su lenta tasa de duplicación, crea condiciones ideales para la persistencia de la infección, lo que complica aún más su erradicación.
Implicaciones para la lucha contra la tuberculosis
La tuberculosis, que según la OMS causó 1,25 millones de muertes en 2023, representa un reto complejo para la salud pública global. A pesar de tratamientos eficaces, aún es la principal causa de muerte entre personas con VIH y una amenaza crítica debido a la resistencia a los antimicrobianos. En este contexto, los hallazgos sobre el crecimiento celular de Mtb abren posibilidades para desarrollar terapias más específicas.
El modelo lineal de crecimiento de Mtb explica cómo este patógeno persiste en condiciones de estrés severo, como las generadas por los antibióticos. “Comprender los mecanismos detrás de estas estrategias alternativas nos permitirá desarrollar herramientas terapéuticas más precisas”, destacó Aldridge.
El desarrollo de técnicas innovadoras permitió observar los patrones de crecimiento únicos de Mtb, a pesar de su lento tiempo de duplicación y tamaño reducido. Según Chung, “pasé tres años observando manualmente el comportamiento de células individuales, ya que son notoriamente pequeñas y difíciles de rastrear”. Estas investigaciones se realizaron en un laboratorio especializado de bioseguridad nivel 3, diseñado para manejar patógenos de alto riesgo.
“Los métodos tradicionales no bastan para estudiar la enorme diversidad de vida bacteriana que encontramos en los patógenos. Este trabajo demuestra cómo la innovación técnica puede abrir nuevas oportunidades terapéuticas”, concluyó Aldridge.