Revelan que un patógeno bacteriano crítico posee un reloj biológico

En un trabajo publicado recientemente en la revista Communications Biology, un equipo de investigación del CONICET reveló que la bacteria multirresistente Acinetobacter baumannii, un patógeno crítico para la salud humana, posee un reloj biológico circadiano que se sincroniza con los ciclos de luz diarios.

Acinetobacter baumannii es una bacteria conocida por las infecciones intrahospitalarias que genera y por ser extremadamente resistente a distintas familias de antibióticos. Tan es así que la mayoría de las cepas que circulan en los hospitales son muy difíciles de tratar, produciendo alta mortalidad en pacientes que muchas veces ingresaron por otras patologías.

“Durante muchos años trabajamos en mecanismos de resistencia a antibióticos. Esto nos resultaba en algún punto un poco decepcionante porque las bacterias siempre terminan ganando la batalla y evolucionando a resistencias que hacen que no haya verdaderas soluciones para combatirlas”, explica María Alejandra Mussi, líder del estudio e investigadora del CONICET en el Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos (CEFOBI, CONICET-UNR). Sin embargo, “en un momento, descubrimos que estas bacterias (Acinetobacter baumannii) sensan luz. Y esto fue un hallazgo”. Hasta ese momento, la comunidad microbiológica asumía que estas bacterias quimiótrofas eran ciegas e indiferentes a la luz, a diferencia de las bacterias fotótrofas, que hacen fotosíntesis.

El grupo de investigación del CEFOBI fue uno de los primeros en encontrar que este tipo de bacterias quimiótrofas sensan luz. La gran pregunta, de acuerdo con la investigadora, era por qué y para qué. La respuesta la dieron Mussi y su equipo al demostrar que tanto la percepción como la respuesta a la luz eran fenómenos fisiológicos generalizados de la bacteria, que afectan desde la motilidad al metabolismo, pasando por la capacidad de formar biofilms, la forma de producir enfermedad y absorber hierro, entre otras cuestiones. “Vimos que la luz regula comportamientos globales de la bacteria, y posteriormente en colaboración con Diego Golombek y María Laura Migliori, demostramos que en realidad estamos hablando de un mecanismo más complejo, como es la sincronización de un ritmo circadiano”, afirma.

Una nueva dimensión temporal desde el punto de vista del patógeno

Valentín Permingeat, becario doctoral del CONICET en el CEFOBI y primer autor del paper, destaca: “Lo interesante de nuestro trabajo es que es la primera vez que se demuestra que estos patógenos tienen un ritmo circadiano y esto de alguna manera reconfigura cómo entendemos un proceso de infección, porque era una variable que nunca nadie había tenido en cuenta. De hecho, hay muy poca o casi inexistente bibliografía y estudios relacionados con estos ritmos circadianos”.

El aporte de este equipo científico es un conocimiento novedoso: “Así como al principio demostramos que estas bacterias sensan luz, ahora estamos demostrando que tienen ritmo circadiano”, resume Permingeat y concluye: “Nuestra investigación da cuenta de que el microorganismo se comporta de diferente manera en diferentes momentos del día”.

Además, este trabajo de investigación deja constancia de que Acinetobacter baumannii tiene un reloj biológico que es entrenable por luz. Esto significa que cuando los estímulos externos -como los ciclos de luz y oscuridad- que lo sincronizan desaparecen, siguen funcionando los ritmos circadianos que se mantienen en condiciones constantes. “Demostramos entonces que su ritmo endógeno está generado por un reloj biológico”, destaca.

Este descubrimiento podría implicar una susceptibilidad antibiótica diferente según el momento del día para el patógeno. Son aristas del proceso de infección y de la comprensión de la interacción huésped-patógeno no tenidos en cuenta hasta el momento.  “Es como una persona, tiene un ciclo a lo largo del día en función también de la hora. Se sabe que el sistema inmune humano está regulado por un reloj circadiano, por eso nos da fiebre a la tardecita o nos despertamos de día. Entonces, una de las hipótesis que planteamos en el trabajo es que en realidad estos patógenos sincronizan su ritmo circadiano con la luz del día, a fin de optimizar la infección. O en un momento en el que ellos estén mejor preparados. Podría ser que los patógenos sincronicen su ritmo circadiano con el ritmo de los humanos. Y bueno, esta es una nueva arista que estaríamos aportando, porque es una nueva mirada al proceso de infección, pero ahora desde el punto de vista del patógeno”, explica Permingeat.

“Esta hipótesis la teníamos hace mucho tiempo”, destaca Mussi, y subraya el compromiso y esfuerzo del equipo papara poder desarrollarla. “Llegar a estos resultados reivindica el valor de los jóvenes, el de los equipos bien constituidos, y el de la ciencia también, porque esto realmente es un aporte que no se hizo en otro lugar del mundo”, concluye la científica.