Bacterias tan conocidas como MRSA se consideran «superbacterias» porque no solo pueden matarnos mediante una amplia gama de mecanismos de virulencia, sino que también pueden resistir los efectos de los antibióticos. Sin embargo, algunas superbacterias habitan en la piel y en las fosas nasales de una gran proporción de la población humana, causando solo problemas insignificantes para la mayoría.
No está claro por qué ciertas bacterias provocan infecciones más graves que otras. Pero durante décadas hemos creído que cuantas más toxinas produce una bacteria, peores son las infecciones que causa.
Sin embargo, nuestro último estudio demuestra que, en el caso de la bacteria Staphylococcus aureus (la SA de MRSA, también conocida como «estafilococo dorado»), ocurre justo lo contrario.
El papel de las toxinas
Es de vital importancia que comprendamos en detalle la relación entre las superbacterias y las infecciones. Aunque las infecciones debidas a S. aureus que residen en la nariz y la piel pueden ser leves y superficiales, pueden poner en peligro la vida si llegan al torrente sanguíneo. La sangre es normalmente un entorno estéril, pero las bacterias pueden entrar en ella ocasionalmente durante una cirugía o complicaciones derivadas de infecciones como la neumonía u otras afecciones de salud subyacentes, como la diabetes. Esta grave afección, denominada bacteriemia, presenta tasas de mortalidad de hasta un 40 %.
Para tratar de entender esta diferencia de gravedad, nos centramos en la capacidad de estas bacterias para segregar toxinas: proteínas que físicamente destruyen la membrana de las células humanas. El efecto de las bacterias productoras de toxinas sobre las células sanguíneas puede observarse en la figura siguiente. A la izquierda se observan bacterias altamente tóxicas en crecimiento, con un halo de células sanguíneas degradadas, mientras que a la derecha crecen bacterias no tóxicas y las células sanguíneas permanecen intactas.
Dada la naturaleza destructiva de las toxinas bacterianas, durante décadas hemos creído que cuanto más tóxica es una bacteria, peor es la gravedad de la infección que puede causar. Para estudiarlo, examinamos dos grandes colecciones de bacterias S. aureus aisladas. Una procedía de un paciente antes y después de que desarrollara bacteriemia. La segunda procedía de un amplio grupo de pacientes, algunas aisladas de sus fosas nasales y otras del torrente sanguíneo tras desarrollar bacteriemia.
Sorprendentemente, descubrimos que, en ambos casos, las bacterias procedentes del torrente sanguíneo, que causan la enfermedad más grave, eran las menos tóxicas. También comprobamos que la aptitud de las bacterias es clave en este efecto. Segregar toxinas requiere un nivel elevado de energía para las bacterias. Y el torrente sanguíneo, donde se concentra la mayor parte del sistema inmunitario humano, preparado y listo para responder a la invasión, es un entorno altamente estresante para ellas.
Por tanto, creemos que la energía necesaria para producir toxinas es demasiado alta como para que las bacterias puedan adaptarse también al entorno de alto estrés del torrente sanguíneo. Por eso, las bacterias menos tóxicas logran entrar allí y causan las infecciones más graves.
Cuestionando el dogma
Esto nos lleva a preguntarnos por qué durante décadas hemos creído que las toxinas son tan fundamentales para que las bacterias causen enfermedades, hasta el punto de que han sido el centro de atención de numerosos laboratorios de investigación de todo el mundo y una de las principales dianas proteicas de los programas de vacunación. Por desgracia, no existe una respuesta sencilla a esta pregunta.
Las toxinas son importantes para muchos aspectos del estilo de vida de S. aureus. Eliminan a las bacterias competidoras, liberan nutrientes de las células humanas y reducen la actividad del sistema inmunitario, lo que permite a las bacterias habitar tranquilamente en nuestro cuerpo como parte de nuestra flora normal. Cuando provocan infecciones leves, las toxinas son responsables de generar abundante pus, un excelente material para transmitirse de una persona a otra… después de todo, ¿quién puede resistirse a reventar un grano?
Pero, como no existe forma de reproducir todas las complejas interacciones que se producen en el organismo durante las infecciones bacterianas graves, dependemos de modelos animales para tratar de comprenderlas. En el caso de S. aureus , suelen utilizarse pequeños roedores que no sucumben de forma natural a este patógeno. Por ello, es necesario inyectar directamente entre 10 y 100 millones de células bacterianas en el torrente sanguíneo del roedor para obtener infecciones reproducibles en experimentos. Si lo comparamos con el pequeño número de bacterias necesarias para causar esa infección en humanos (<100), resulta claro dónde pueden producirse interpretaciones erróneas de estos hallazgos.
En un nivel superficial, las implicaciones de nuestra investigación son algo desalentadoras, ya que, pese a décadas de estudio, aún tenemos mucho que aprender sobre cómo bacterias como MRSA causan enfermedades que ponen en peligro la vida. Sin embargo, identificar los límites de nuestro conocimiento, en lugar de perseguir a ciegas hipótesis basadas en experimentos animales engañosos, debería ser un mejor punto de partida para el futuro de la investigación en enfermedades infecciosas.
Este artículo se publica en colaboración con The Conversation. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde las opiniones expresadas.
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Autor: Ruth Massey es reader (profesor/a titular) del departamento de biología y bioquímica de la University of Bath.
Imagen: Christian LaVallee prepara soluciones para pruebas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) en la Health Protection Agency, en el norte de Londres, el 9 de marzo de 2011. REUTERS/Suzanne Plunkett
