Demuestran cómo la bacteria E. coli se desenvuelve para causar infecciones del tracto urinario

Más del 75% de las infecciones del tracto urinario (ITU) son causadas por Escherichia coli uropatógena (UPEC), que ha demostrado una tasa de crecimiento extraordinariamente rápida in vivo. Dicha infección perjudica sobre todo a las mujeres, teniendo en cuenta que el 50% experimentan una ITU al menos una vez durante su vida.

Sin embargo, son escasos los conocimientos sobre cómo los uropatógenos impulsan el crecimiento en el huésped para alimentar la patogénesis, mientras la gravedad de la ITU varía porque las bacterias pueden ascender por los uréteres y causar pielonefritis aguda, lo que eleva el riesgo de bacteriemia, urosepsis y muerte.

Los tratamiento actuales con antibióticos cada vez resultan más ineficaces debido al aumento de la resistencia; por lo tanto, se hace imprescindible encontrar terapias específicas para patógenos que se dirijan a la virulencia bacteriana.

Durante décadas, los científicos han intentado averiguar cómo las bacterias se afianzan en personas sanas, examinando desde cómo los microbios se mueven hacia el interior y se adhieren al interior de la vejiga hasta cómo despliegan sus toxinas para producir síntomas incómodos y a menudo dolorosos.

Capacidad para reproducirse

Al respecto, un reciente estudio realizado por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan (EEUU), y publicado en ´PNAS´ arroja luz sobre cómo la bacteria Escherichia coli es capaz de utilizar los nutrientes del huésped para reproducirse a un ritmo extraordinariamente rápido durante la infección a pesar del ambiente casi estéril de la orina fresca. 

El objetivo marcado en esta investigación radicó en ampliar la comprensión sobre el papel de los mecanismos de transporte de UPEC y sus contribuciones a la uropatogénesis, partiendo de que la tasa de crecimiento de UPEC en mujeres con ITU activa es rápida, con un tiempo promedio de duplicación de 22,4 min.

Con este trabajo se implementan los enfoques de detección imparciales in silico, in vivo e in vitro de sistemas de transporte bacteriano para identificar aquellos más críticos para el crecimiento específico del huésped y la colonización específica de la infección. En este sentido, identificaron como críticos un grupo de genes que controlan los sistemas de transporte. "Cuando las bacterias necesitan un apoyo para crecer, como, por ejemplo, un aminoácido, pueden obtenerlo de dos maneras. Pueden fabricarlo ellos mismos o robárselo a su anfitrión utilizando lo que llamamos un sistema de transporte". ", explicó el prof. Harry Mobley, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan.

El análisis realizado reveló que casi el 25% de los genes bacterianos estaban dedicados a tácticas de replicación, incluidos sistemas de transporte para aminoácidos específicos, que E. coli utiliza para traer miles de moléculas por segundo. Asimismo, se constató que un tipo de transportador denominado ´ABC´ (por casete de unión de ATP) parecían ser  esenciales para ocasionar la infección. Muchas cepas de bacterias que carecían de estos sistemas de importación de nutrientes tenían problemas para crecer en la vejiga y en órganos renales. "Si se inhiben estos sistemas de transporte, tal vez se pueda interrumpir el rápido crecimiento de estas bacterias", indicó el prof. Mobley.

En resumen, el trabajo arroja luz sobre el papel fundamental de los transportadores ABC en la supervivencia de la UPEC en el nicho de nutrientes del huésped, la colonización de este y los fenotipos alterados posteriores. Además, contribuye a la brecha de conocimiento actual que existe entre la adquisición de nutrientes bacterianos y la patogénesis.