Existen varios ejemplos de comportamiento “altruista” bacteriano: Streptococcus pneumoniae se lisa y
libera una toxina que favorece que el resto de la población de estreptococos invada
los tejidos; la lisis de Salmonella
typhimurium causa inflamación en el huésped que a su vez mata la microbiota
normal y reduce la competencia que se encuentran otras salmonelas.

Un grupo de
investigadores han realizado un original trabajo en el que demuestran que las
bacterias son capaces de sacrificarse ellas mismas por el bien de la población
bacteriana, es decir, que la muerte celular programa supone una ventaja para la
supervivencia de la población.

Para generar una
población que les permita investigar experimentalmente la muerte celular
altruista en bacterias, los autores han modificado genéticamente Escherichia coli, introduciéndole dos
sistema genéticos extra. El primero consiste en una enzima lítica (capaz de matar la bacteria) que es inducida por un
antibiótico (6-APA). La cantidad de antibiótico puede regularse experimentalmente,
lo que supone un medio de modular el estrés ambiental que sufre la bacteria. De
esta manera se  regula la muerte o lisis
de la bacteria según la concentración del antibiótico. El segundo sistema
consiste en otra enzima (BlaM) inducible
también y capaz en este caso de romper el antibiótico. Esta enzima BlaM se
produce y se almacena dentro de la
bacteria, por lo que solo es liberada de la célula cuando esta se rompe y
muere. Así, al morir la célula libera el enzima BlaM que rompe el antibiótico
6-APA que está en el exterior e impide la activación del enzima lítico. Por
tanto, en este sistema la muerte de una célula beneficia al resto de
supervivientes.

Además, este sistema
permite estudiar otro fenómeno sorprendente que se conocía en las poblaciones
bacterianas, el denominado efecto
“Eagle”: cuando la concentración de un antibiótico es muy alta, el número
de bacterias que sobreviven comienza a aumentar en vez de disminuir o, lo que
es lo mismo,  las bacterias parece que
crecen mejor cuando son tratadas con altas concentraciones de antibióticos.
Regulando los dos sistemas independientemente, los autores han encontrado una
concentración de antibiótico a la cual la población de bacterias puede
realmente crecer mejor, gracias a la compensación entre ambos sistemas.

Estos resultados nos
permiten entender mejor el fenómeno de la resistencia a los antibióticos que
debe estudiarse desde un punto de vista colectivo, no de la bacteria
individual, sino como un fenómeno poblacional potenciado por las interacciones
entre las bacterias. Si no, las terapias diseñadas para matar bacterias
individuales pueden tener efectos no deseados en la población microbiana en su
conjunto. 

Tanouchi, Y., et al. (2012). Programming stress-induced altruistic death in engineered bacteria Molecular Systems Biology, 8 DOI: 10.1038/msb.2012.57