bioluminiscencia

University of Auckland

Uno de los fenómenos naturales más fascinantes es la existencia de organismos vivos bioluminiscentes. En algunos casos, los científicos han manipulado su código genético para que brillen con luz propia, como en el caso de las famosas plantas de Kickstarter. En otros, la bioluminiscencia está presente de manera natural en los seres vivos.

Este es el caso de Vibrio fisheri, una bacteria invisible para nuestros ojos, que es capaz de "brillar con luz propia". Su bioluminiscencia, sin embargo, no sería descubierta por científicos del campo de la microbiología. El primer hallazgo de seres vivos bioluminiscentes se produjo estudiando organismos del océano profundo, como peces o el calamar hawaiano Euprymna scolopes.

Su "brillo con luz propia" se debía a la simbiosis de estos seres vivos con bacterias del género Vibrio. Eran estos segundos organismos los encargados de ofrecer la bioluminiscencia tan característica. De hecho, cuando se cultiva en el laboratorio este microorganismo, se puede ver a la perfección su intenso color azul:

University of California at Santa Barbara

Los increíbles ejércitos de bacterias coloreadas

La tonalidad azul tan impactante que se ve en los cultivos de bacterias se debe a su bioluminiscencia natural. Esta es mediada por un sistema denominado quórum sensing. Este mecanismo consigue que los microorganismos perciban cuántas bacterias tienen alrededor.Las bacterias utilizan un intrigante lenguaje químico para comunicarse

¿Para qué necesitarían conocer estos microbichitos la densidad celular? Como buenos ejércitos invisibles, el uso del quórum sensing sirve para saber si existen suficientes bacterias en un momento determinado. Pensemos desde una perspectiva microbiana militar: en el caso de que existan numerosos microorganismos patógenos, este ejército invisible podrá "atacar" más fácilmente.

Para saber si la Armada bacteriana cuenta con suficientes efectivos, nuestras bacterias emiten unas señales químicas específicas, de forma que pueden hablar utilizando moléculas como las N-acil-homoserina lactonas. Si existen muchos mensajeros químicos, significará que también habrá muchas bacterias en una determinada localización.

La elevada concentración de estas moléculas permite un cambio en la expresión génica de estas bacterias. Así logramos que puedan activar los genes de la bioluminiscencia. De esta manera, cuando los microorganismos de Vibrio Fisheri viven de manera aislada e independiente, se perciben sin ningún tipo de tonalidad.

En cambio, cuando se alcanza una elevada concentración microbiana, podemos observar perfectamente la bioluminiscencia. En cierta manera, esta intensa coloración es una señal de que el ejército mcrobiano está en plena forma, y puede atacar cuando considere necesario.

¿Cómo luchar contra la Armada invencible bacteriana?

Lo bonito de la investigación en microbiología no reside solo en apreciar la intensidad coloración azul de estos cultivos bacterianos. Conocer los mecanismos moleculares que dirigen la bioluminiscencia de estas bacterias, también podría ayudarnos a mejorar el cuidado de nuestra salud.

Si se logra frenar su mensajería, será más sencillo evitar los ataques microbianosY es que para luchar contra esta potente Armada invencible (e invisible), los científicos no se han fijado en combatir a cada microorganismo de manera individual. Al contrario, si fuéramos capaces de silenciar sus mensajes, podríamos bloquear los contactos dentro del ejército: así las bacterias nunca sabrían cuándo son suficientes para atacarnos e iniciar una infección.

Por este motivo, existen diferentes grupos de investigación en el mundo que se afanan en desarrollar compuestos capaces de bloquear la comunicación celular mediada por el quórum sensing. De esta manera, lograríamos "silenciar" los mensajes bacterianos, y así frenar sus ataques.

En una época en la que cada vez es más complicado luchar contra los microorganismos por la elevada resistencia a los antibióticos, usar el quórum sensing se plantea como una alternativa médica muy interesante. Y es que Vibrio fisheri no es la única bacteria que utiliza este lenguaje para comunicarse, sino que otros terribles patógenos, como la llamada Pseudomonas aeruginosa, también se envían mensajes químicos para montar sus ataques militares.

Nathan Reading (Flickr)

El estudio de la maquinaria molecular que controla el lenguaje bacteriano es clave para la medicina del futuro. Quizás dentro de unos años, contemos con innovadores tratamientos que logren frenar los mecanismos de acción de estos microorganismos. La investigación básica de la intrigante bioluminiscencia podría terminar con aplicaciones muy importantes. Este es un ejemplo más de cómo la ciencia puede cambiar nuestras vidas.

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