Las vesículas de membrana están de moda, están de moda, están de moda

Foto de microscopía electrónica de transmisión de vesículas de membrana de Acinetobacter baumannii. Autor Esteban Fernández Moreira.

Las bacterias han desarrollado una panoplia de tácticas de comunicación para mantener relaciones sociales, o antisociales, con prácticamente casi cualquier ser vivo. Para ello utilizan pequeñas moléculas, que son activas sólo a ciertas concentraciones críticas, vamos, lo que se suele llamar “quorum sensing”, es decir, la capacidad de que la población de bacterias se de cuenta colectivamente de que han alcanzado cierto número de individuos. También construyen pili, es decir, puentes, para traslocar DNA, y también exportan proteínas a través de más de media docena de sistemas de secreción. Cada una de esas estrategias requiere sus propios mecanismos y su propia demanda de energía. Secretar proteínas libremente al ambiente es una forma de derrochar energía ya que solo algunas moléculas serán capaces de alcanzar el blanco que persiguen. Para aumentar sus posibilidades de éxito, algunas bacterias buscan deliberadamente el contacto entre donantes y recipientes, otras “empaquetan” las moléculas en estructuras especializadas como son las vesículas de membrana.
Muchas bacterias Gram-negativas producen a partir de sus membranas externas, quizás lo sean la mayoría. Estas pompas que se liberan de la membrana externa se llaman en inglés “outer membrane vesicles (OMVs) y son esferas de entre 20 a 200 nm de diametro, formadas por la evaginación de pequeñas porciones de la membrana externa que como si fueran pompas de jabón se liberan al ambiente. Las OMVs tiene una doble membrana formada con las proteínas, lípidos y lipopolisacáridos (LPS) típicos de la membrana externa de las bacterias Gram-negativas y llevan en su interior basicamente proteínas del periplasma. Mientras que los detalles de la vesiculación de las OMVs todavía permanecen sin explicación en este artículo tenemos unos resultados que puede que sirvan de ejemplo: la molécula PQS (2-hetil-3-hidroxi-4-quinolona) de señalización de Pseudomonas aeruginosa estimula la formación de OMVs induciendo la curvatura de la membrana a través de su interacción con el LPS.
La historia de la investigación sobre las OMVs ha dependido, como siempre, del tipo de formación del investigador. Los genetistas se han preguntado acerca de su participación en la transferencia horizontal de genes, los fisiólogos querían saber de qué estaban hechas y cómo ocurría su formación, los investigadores que estudian la patogenicidad querían ver como afectaban a las células del hospedador. Recientemente han aparecido algunas revisiones que se pueden encontrar aquí, y aquí. Incluso hay una revisión para principalmente eucariotas International Society for Extracellular Vesicles



Beneficios que proporcionan las vesículas para las bacterias (y también para nosotros)
Las OMVs podrían ser buenas o malas para las bacterias según se mire. Por ejemplo, las OMVs pueden absorber fagos, que son virus de las bacterias, y eso es bueno para ellas, pueden unir el sistema de complemento del sistema inmune, y antibióticos, y eso es bueno para ellas, así como ayudarlas a la formación de biofilm (esa película de suciedad que tienen las cosas cuando no se lavan y están húmedas). La formación de vesículas les permite a las bacterias eliminar antibióticos y también deshacerse de proteínas mal plegadas. Se pueden pegar a los “lipid rafts”, es decir, a los parches de la membrana de la célula eucariota ricos en grasas y muy fluídos y así liberar su contenido en el interior de las células humanas, por ejemplo.
¿Y para nosotros?, bien, para nosotros son una fuente de vacunas francamente útil. Hay que pensar que las proteínas de la membrana externa de las bacterias están perfectamente colocadas en las vesículas con lo cual si entran en contacto con nuestro sistema inmune lo van a ejercitar de forma correcta para deshacerse de los patógenos. Lo único que hay que hacer es preparar vesículas que no tengan el LPS tóxico (el LPS es el que dispara los procesos febriles en humanos). Estas vesículas acelulares suelen ser bastante estables y protegen a su cargamento de proteasas y otros agentes destructivos. Este tipo de vacunas, basadas en OMVs, al ser acelulares están libres de los problemas asociados con las vacunas vivas o incluso con las atenuadas. Las vesículas son más pequeñas que los filtros de 0.22 um, los cuales eliminan al 100% de las bacterias. Por este motivo no es de extrañar que ya se hayan administrado 60 millones de dosis de vacunas basadas en la vesículas del meningococo, que han sido administradas desde 1970 y se ha probado que son eficaces para al menos el 70%, aunque no para todas las cepas de meningococo.