¿Competencia? Las bacterias la usan todo el tiempo y puede ser la clave a la resistencia a antibióticos
Las bacterias están presentes en cualquier tipo de ambiente. En los últimos años se le ha prestado especial atención a los microorganismos asociados a algún hospedero u ambiente y se le ha llamado a esto como la microbiota, microbiomas. Los microbiomas son, en sentido estricto, comunidades de microorganismos. Una comunidad se define en múltiples conexto, desde redes sociales hasta la ecología. En términos de ecología, una comunidad es un ensamble de poblaciones de distintas especies en las cuáles hay interacciones entre ellas.
Dentro de las interacciones dentro de una comunidad hay tres grandes posibilidades: competir, predación y mutualismo. La forma en la que las comunidades interactuan entre sí y con su ambiente afectan a la composición (estructura), diversidad, riqueza y abundancia. Cuando hablamos de comunidades de bacterias y sus interacciones todas suceden a nivel molecular. En el caso particular de la competencia ecológica de bacterias, se puede clasificar en competición por explotación (exploitative) y por interferencia.
La competencia por explotación es fácil de entender: una especie de bacteria consume más eficientemente los recursos que requiere una segunda especie. La competencia por interferencia esta mediada por la producción de moléculas como antibióticos, péptidos no ribosomales, peróxido, tóxinas, etc.
En la revisión hecha por García-Bayona y Comstock (2018), se hace un detalle fantástico de los mecanismos de competencia por interferencia en bacterias. Ilustran con múltiples ejemplos y escenarios de competencia, dentro de una especie, entre especies. Un ejemplo fantástico es la existencia de distintas especies de Bacteroides en distintos microambientes en los intestinos humanos, cómo se estructuran por preferencia de metabolitos, competencia mediada por bacteriocinas y aniquilación de contrincantes por el sistema de secreción de tipo VI.
En el trabajo de revisión, se enlistan múltiples temas: Antagonismo como facilitador de la coperación, regulación del antagonismo, detección del peligro en bacterias (compuestos volátiles orgánicos, metabolitos secundarios difusibles). Pero una contribución que me parece excelente del trabajo es la enumeración de los sistemas de tóxinas y antagonistas en bacterias. Se definen y enumeran múltiples ejemplos como las bacteriocinas, toxinas antibacterianas difusibles, las toxinas del sistema de secreción tipo IV, las tóxinas polimórficas, la inhibición dependiente de contacto (T5SS).
También se enlistan ejemplos de como esta competencia permite el estableciomento de patógenos en comunidades microbianas, como el antagonismo y competencia pueden dar como resultado una aceleración en la evolución genómica: comiendo e incorporando el DNA de tu contrincante al genoma propio. Hacen mucho incapié en la importancia del sistema de secreción de tipo 6 como una herramienta de ataque, curiosamente esta estructura se parece a una cola contractil de fagos, probablemente se adquirió originalmente de ahí.
Los autores de la revisión también hacen un gran trabajo. Por hacernos reflexionar sobre las interacciones y sus alcances, hay competencia de amplio espectro y de corto alcance filogenético. Esto lo plantean como una posible explicación al problema de distribución bacteriana donde se dice que todo esta en todos lados y el habitat filtra. Ya que muchas especies emparentadas van a colonizar ambientes similares y por eso de la ubiquidad de los sistemas de competencia de un margen de acción limitado.
Finalmente, el entendimiento fino de los mecanismos moleculares de la competencia puede dar como resultado el diseñar estrategias de eliminación de patógenos de forma puntual en comunidades microbianas, de forma dirigida y en patógenos que ya son multiresistentes a los antibióticos clínicos comunes.
Referencia:
1. García-Bayona L, Comstock LE. Bacterial antagonism in host-associated microbial communities. Science (80- ). 2018;361. Available: http://science.sciencemag.org/content/361/6408/eaat2456.abstract
