La molécula colibactina, que desempeña un papel en el desarrollo del cáncer intestinal, resulta ser en realidad un arma entre las bacterias intestinales. Despierta los mortales "virus zombis" en las células bacterianas rivales. La molécula no solo es tóxica para las bacterias, sino también para los seres humanos. Los tumores pueden ser un efecto secundario de la guerra bacteriana en nuestros intestinos.
Científicos de la Universidad de Harvard, en Estados Unidos, han descubierto qué hace exactamente la molécula colibactina en el intestino. Los investigadores encontraron a menudo la molécula en los intestinos de las personas con cáncer de intestino, pero seguía sin saberse qué papel desempeña exactamente esta molécula.
Ahora, los investigadores publican en la revista científica Nature que la colibactina es en realidad un arma con la que luchan entre sí distintos tipos de bacterias. Las bacterias intestinales necesitan un arma así porque compiten por el espacio en nuestros atestados intestinos.
Para competir, algunas bacterias intestinales producen toxinas que matan a las especies rivales, llamadas bacteriotoxinas. La molécula colibactina es una de estas toxinas. Esta toxina mata a las bacterias vecinas, y de forma indirecta despierta los virus latentes en sus células.
Este inusual mecanismo nunca se había visto antes. Los "virus zombis" despertados se multiplican rápidamente. La infección masiva que esto provoca mata la bacteria.
Artillería pesada
El equipo de la microbióloga Emily Balskus descubrió el efecto de esta molécula haciendo crecer diferentes bacterias juntas en un llamado co-cultivo. Cuando cultivaron bacterias productoras de colibactina junto con células bacterianas llenas de virus zombi latentes, los investigadores vieron que el número de partículas de virus aumentaba rápidamente. En realidad, la cantidad de bacterias que contienen virus disminuyó, porque esas bacterias no sobrevivieron al experimento.
Como control, cultivaron bacterias productoras de colibactina junto con bacterias sin virus. Aquí, vieron que ninguna bacteria murió. Por tanto, la molécula solo es letal si la célula bacteriana objetivo contiene virus.
La colibactina mata a las bacterias dañando el ADN bacteriano. Los investigadores descubrieron que la colibactina hace que se formen conexiones incorrectas dentro de la doble hélice del ADN. Esto desencadena la llamada "respuesta SOS". Bajo la influencia de esta respuesta de estrés, los virus zombis latentes vuelven a la vida en masa.
Los virus zombis despertados empiezan a producir muchos más virus. El resultado es una enorme infección. La célula bacteriana no tarda en estallar con todas las nuevas partículas de virus. La bacteria estalla... y está muerta. La colibactina resulta ser un arma pesada: puede atacar casi todas las células bacterianas que contienen virus. De este modo, la colibactina mantiene controlado el crecimiento de las poblaciones bacterianas del microbioma intestinal.
La colibactina puede realizar conexiones verbales en el ADN. Imagen: Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano. CC1.0
Guerra fuera de control
La colibactina aparece a menudo en las investigaciones sobre el cáncer de colon. En los genes humanos que causan el cáncer de colon se ha encontrado un ADN que desencadena la producción de la molécula. La mera presencia de la molécula parece suficiente para provocar cáncer de intestino en ratones. Sin embargo, hasta ahora los investigadores no comprendían el papel exacto de esta molécula.
La investigación de Balskus sugiere ahora que el cáncer intestinal puede ser un daño colateral de las bacterias intestinales que luchan. La colibactina no solo daña el ADN en las bacterias, sino también en los seres humanos y los animales. Los daños en el ADN que no se reparan adecuadamente pueden dar lugar a tumores.
El equipo de Balskus ha podido desentrañar el efecto de la "molécula zombi", pero no se ha determinado su estructura ni su función completa. Puede ser difícil extraer una sustancia de una célula bacteriana para analizarla", afirma el microbiólogo molecular Dennis Claessen, de la Universidad de Leiden, que no participó en la investigación. Esto se debe a que las bacterias suelen producir sustancias en cantidades muy bajas.
A Claessen le sorprendió la investigación. 'Nunca he visto un antibiótico indirecto, como yo llamo a la colibactina. Esto es muy interesante". Es necesario seguir investigando para comprender la producción de colibactina y su efecto en nuestro microbioma intestinal. Este conocimiento puede ayudar a limitar los efectos nocivos de la colibactina.