NeoFronteras

Altruismo bacteriano

Área: Biología,Cooperación — viernes, 29 de agosto de 2008

Ciertas bacterias infecciosas se suicidan para así matar a todos los competidores y permitir a sus clones prosperar mejor.

Bacterias kamikazes ayudan a sus congéneres a prosperar. Foto: Michael Abbey, Science photo library.

Ya hemos hablado en esta web sobre cooperación y de lo difícil que es desde el punto de vista evolutivo explicar su aparición, pero más difícil es explicar el comportamiento altruista.
Ahora contamos con otro ejemplo biológico de comportamiento altruista extremo. Al parecer ciertas bacterias se suicidan para permitir a sus clones prosperar mejor.
La bacteria en cuestión es la Salmonella, famosa cuando, generalmente en los veranos, producen brotes infecciosos que afectan el aparato digestivo de sus víctimas.
Algunas de estas bacterias se suicidan para eliminar competidores y que el nuevo «ecosistema» creado ayude a sus clones. Lo más interesante es que los científicos que han estudiado estas bacterias pueden explicar cómo pudo haber evolucionado este tipo de comportamiento.
El fenómeno se denomina cooperación autodestructiva y ayuda a las bacterias como Salmonella typhimurium y Salmonella Clostridium a establecerse fuertemente en el aparato digestivo de su víctima.
El equipo de investigadores que ha explicado este fenómeno está formado por Martin Ackermann del ETH Zurich (Suiza). Estudiaron cómo S. typhimurium expresaban el factor de virulencia TTSS-1, que produce inflamación en los intestinos. Esta inflamación erradica la microflora intestinal, que de otra manera competiría por los recursos, pero además mata también a las S. typhimurium en su vecindad. Después de este asalto, el camino está despejado para que las S. typhimurium restantes se aprovechan y colonicen los intestinos.
En la parte central intestinal sólo el 15% de la población de S. typhimurium expresa TTSS-1. Por el contrario en los tejidos de la pared intestinal casi todas las bacterias lo hacen. Según invaden el tejido la inflamación aumenta matando a los invasores junto a la flora competitiva que estaba ya ahí.
Las bacterias de la parte central son genéticamente idénticas a las que están en la pared por lo que el fenómeno sorprendió a los científicos. De alguna manera algunas de las bacterias se sacrifican como si fuesen kamikazes para el bien común de la comunidad.
Esta cooperación autodestructiva descansa en unos genes que controlan el comportamiento altruista suicida y que no siempre son expresados. La existencia de este «ruido fenotípico» significa que sólo una fracción de la población exprese TTSS-1, permitiendo a los genes kamikazes persistir en la población. Si cada célula expresara estos genes entonces la comunidad desaparecería y no habría ningún beneficio para el grupo.
El equipo concluye que el acto de autodestrucción puede surgir si el nivel de «bien común» es lo suficientemente alto. Además los individuos cooperativos deben de beneficiarse del acto cooperación de los otros más frecuentemente que los individuos que no cooperan. En el caso de bacterias intestinales esto se da si el mínimo número de patógenos requeridos para infectar es relativamente pequeño, de alrededor de unas 100 células para la Escherichia coli, por ejemplo.
Si el gen del altruismo kamikaze es siempre expresado tiende a desaparecer, porque aquellos que lo poseen se sacrificarán por los que no lo hacen. Sin embargo, si unas veces se expresa y otras no, entonces puede persistir en el tiempo porque algunos portadores pueden sobrevivir y pasarlo a las generaciones siguientes.
Esta investigación puede además ayudar al diseño de nuevas estrategias contra estos patógenos. La Salmonella causa muchas infecciones y es muy peligrosa en ancianos o en personas débiles. Según Hart se necesita una vacuna. Algunas variedades que infectan al ganado ya presentan resistencia frente a los antibióticos. Según Hart, y basándose en este resultado, el diseño de una vacuna contra el factor de virulencia no es la mejor estrategia si sólo una fracción de las bacterias lo expresan.