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 v
acunas
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.
