La vida social de los microbios

La sociomicrobiología es una rama de la Ciencia que estudia las interacciones entre microorganismos y con su entorno. Jeffrey I. Gordon, Peter Greenberg y Bonnie L. Bassler han sido galardonados con el Premio Princesa de Asturias de Investigación Cientifica y Técnica 2023 por sus pioneros y trascendentales descubrimientos en este disciplina, en especial en lo referente a la microbiota humana y al "quorum sensing". Sus hallazgos suponen un revolucionario cambio de paradigma en la Ciencia con enormes implicaciones en el ámbito de la salud humana.

La investigación sobre el comportamiento de las bacterias ha demostrado que todas las bacterias, sin excepción, presentan una activa vida social. Pueden vivir en pequeños grupos y en diversas comunidades conocidas como biopelículas presentes en todo tipo de superficies. Pueden convivir en armonía con otras bacterias en grupos heterogéneos. Incluso estos grupos pueden asociarse con otros microorganismos, incluyendo parásitos o virus, y coexistir con células animales.

Gordon, Greenberg y Bassler ganan el premio "Princesa" de Investigación Científico y Técnica por sus descubrimientos sobre el microbioma

Somos un 43% humanos: la microbiota humana

La microbiota humana es el conjunto de microorganismos que habitan diferentes partes de nuestro cuerpo, como el intestino. En la sociedad actual la palabra "microbio" todavía evoca una imagen negativa, una asociada a enfermedades infecciosas. Sin embargo no todos los microbios son agentes patógenos. Hoy sabemos que nuestra salud depende de la presencia de millones de microbios y microorganismos beneficiosos, como las bacterias. En realidad solo somos un 43% humanos. Nuestro cuerpo contiene más bacterias y otros microorganismos que células humanas. Estos microbios nos ayudan a procesos como la digestión, a metabolizar los alimentos y "extraer energía de los mismos", entre otras tareas.

La microbiota ha sido objeto de numerosos estudios relacionados con la obesidad. Jeffrey Gordon demostró que la composición de la microbiota intestinal en ratones obesos difiere con respecto a la microbiota presente en ratones sanos. Fue cuando entonces planteó la posibilidad de manipular la microbiota para abordar la obsesidad. Muchas de las investigaciones de este genial científico están relacionadas con los efectos de la microbiota sobre la obesidad, diabetes, malnutrición infantil y patologías asociadas.

La biodiversidad es clave para preservar la salud de nuestro planeta. Una diversidad en la microbiota también es crucial para preservar la salud humana. La pérdida de la misma puede llevar a diferentes patologías. Por eso es muy importante cuidar la microbiota a través de la nutrición y un estilo de vida saludables. Cada vez serán también más frecuentes los "trasplantes de microbiota", los prebióticos (alimentos para favorecer el crecimiento de los microbios beneficiosos) y los probióticos (administración de microbios beneficiosos de los que carece el paciente).

La coevolución de microbios y animales

La evolución emparejada de las especies huésped y sus microbiotas es una pieza clave en la evolución y selección natural de las especies. Pensemos en un herbívoro como un bisonte. Nuestro bisonte es lo suficientemente grande como para defenderse de los lobos, lo suficientemente peludo como para mantenerse caliente durante el invierno y con suficiente resistencia como para viajar largas distancias en busca de los mejores pastos. Pero todos estos atributos del bisonte quedarían anulados de no contar con la ayuda de un potente ejército de microbios intestinales. Sin microbios, el bisonte no podría digerir la hierba y obtener energía. Sin energía, no podría crecer, moverse, reproducirse o mantenerse con vida. El bisonte y su microbiota se necesitan y por eso han evolucionado juntos.

Como ningún animal puede vivir jamás independientemente de su microbiota, y ninguna microbiota sin su anfitrión, seleccionar uno sin el otro es imposible. La selección natural actúa entonces sobre ambos eligiendo aquellas combinaciones que sean idóneas para sobrevivir y reproducirse.

"Quorun sensing": el censo electoral de las bacterias

Las bacterias se comunican, hablan entre sí. Para ello utilizan un lenguaje químico, basado en moléculas que liberan al entorno. Al mismo tiempo disponen de "sensores" capaces de medir la cantidad o concentración se estas moléculas en sus alrededores. Mayor número de moléculas detectadas significa más bacterias en el entorno. Esta estrategia utilizada por bacterias se conoce como "quorum sensing" o detección del "quorum" y en su descubrimiento y comprensión participaron los también geniales científicos Peter Greenberg y Bonnie L. Bassler.

¿Por qué utilizan las bacterias este peculiar "censo electoral"? Imaginemos que las bacterias quieren lanzar un "ataque", provocar una infección. Una batería en solitario tiene pocas posibilidades de éxito. Así que "cuentan" las bacterias a su alrededor hasta que se alcanza un umbral, una densidad bacteriana lo suficientemente alta, que les permita lanzar el ataque con éxito. "Quorum sensing" es la ingeniosa estrategia utilizada por las bacterias para coordinar su comportamiento colectivo y actuar juntas como si fuesen un organismo multicelular.

La Organización Mundial de la Salud señala la resistencia bacteriana a los antibióticos como uno de los grandes problemas mundiales de la salud. Los descubrimientos sobre "quorum sensing" han generado esperanzas y un cambio de estrategia en la lucha contra las bacterias patógenas. En lugar de atacar directamente a las bacterias, lo que se hace es inhibir sus sistemas de comunicación. Estos investigadores han desarrollado los primeros inhibidores del "quorum sensing" y los resultados obtenidos están siendo muy prometedores.

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