Exotoxinas en bacterias ¿A quién benefician?

Los fagos codifican genes de exotoxinas que se encuentran por todas partes allí donde haya bacterias. ¿Qué ventajas le proporcionan a las bacterias unos fagos que codifican compuestos tan tóxicos?. En el contexto humano, esas exotoxinas causan enfermedades diversas, desde el cólera a la difteria o la diarrea enterohemorrágica (diarrea con sangre). Sin embargo, la frecuencia de aparición de esos genes en bacteriófagos lisogénicos (fagos que no lisan a la bacteria y que insertan su ADN en el ADN de la bacteria) en ambientes en los que no existen humanos hacen que nos preguntemos si esas toxinas están ahí por nosotros o simplemente los humanos somos las víctimas colaterales de una guerra que todavía no conocemos.

Las exotoxinas codificadas en el ADN de fagos como el de la toxina Shiga (Stx) matan a las células eucariotas atacando elementos y rutas que son comunes en todas las células eucariotas, tanto unicelulares como multicelulares. Por tanto podemos deducir que la evolución de este tipo de toxinas ha ocurrido antes de la aparición de organismos multicelulares. Vamos a ver, ¿Quiénes son los depredadores de bacterias en el medio natural? protozoos ciliados, amebas.... ¿A quién beneficia estas toxinas entonces? la respuesta parece obvia. ¡Oh! ¡Sorpresa! los humanos sólo somos víctimas colaterales.

Esquema de como las toxinas Shiga viajan a través del sistema de membranas de la célula eucariota. La toxina se une a la membrana plasmática, lo que induce una curvatura espontanea que facilita su invaginación. Viaja a través del tráfico de vesículas hasta llegar a la maquinaria de degradación asociada al retículo endoplasmático lo que permite la retro-translocación (en este caso a la entrada) al espacio citosólico. Fuente: Nature

Es muy curioso que los bacteriófagos son una especie de bombín con patas de mosquito. Esto es así porque el fago tiene que "inyectar" su ADN en el interior de una bacteria, que tiene su interior celular a una presión entre 5 y 25 atmósferas. La toxina tiene que entrar en una célula "fofa" que no tiene presión interna, que se mantiene turgente por un citoesqueleto, como si fuese una tieneda de campaña, en la que se entra por invaginación. La toxina es una máquina de penetrar en este tipo de células y machacarlas.

 Referencia:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1462-2920.12232/full
http://journal.frontiersin.org/Journal/10.3389/fcimb.2014.00046/full