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Encuentran en las profundidades marinas bacterias «invisibles»

Encuentran en las profundidades marinas bacterias «invisibles»


El buque de investigación Falkor en el Área Protegida de las Islas Fénix.

El buque de investigación Falkor en el Área Protegida de las Islas Fénix.
Imagen: Schmidt Ocean Institute

Los investigadores han encontrado microbios en las profundidades del mar que son completamente invisibles para el sistema inmunológico humano, un descubrimiento algo desconcertante que sugiere que la capacidad aparentemente universal de nuestros cuerpos para reconocer bacterias no es tan completa.

La investigación del equipo interdisciplinario se publicó la semana pasada en la revista Science Immunology. Su conclusión fundamental es que la forma en que nuestro sistema inmunológico de mamíferos detecta los problemas (las reglas y patrones que seguimos para protegernos) puede definirse localmente en lugar de globalmente, un hallazgo que va en contra de una creencia arraigada en la inmunología. Estos microbios marinos nunca antes habían estado en contacto con la vida de los mamíferos, ni siquiera con los mamíferos marinos, según los investigadores.

Las bacterias fueron descubiertas en las profundidades del mar del Área Protegida de las Islas Fénix, un santuario marino del tamaño de California establecido por y frente a las costas de la nación insular de Kiribati. Prácticamente intacta por la humanidad, el área es el sitio del Patrimonio Mundial de la UNESCO más grande y profundo, y ofreció una oportunidad única para que el equipo de investigación investigara lo que prospera en nuestra ausencia. Los científicos visitaron allí durante aproximadamente tres semanas en 2017, viajando a bordo de un barco que contenía un laboratorio que podían usar para cultivar células recién salidas de las aguas remotas. Recolectaron bacterias gramnegativas de muestras de aguas profundas utilizando un vehículo operado por control remoto denominado SuBastian.

“Estás tan lejos que las personas más cercanas a ti están en la Estación Espacial Internacional”, dijo Randi Rotjan, ecóloga marina de la Universidad de Boston y coautora del artículo, en una videollamada. “Todo lo que tienes es lo que trajiste en el barco contigo. Ese regalo de tiempo, pensamiento profundo y oportunidad, es solo esta combinación mágica”.

Un caracol posado en las profundidades del mar.

Un caracol posado en las profundidades del mar.
Imagen: Schmidt Ocean Institute

Los organismos unicelulares que encontraron han formulado una ecuación de supervivencia exitosa y duradera que a menudo depende de tener un organismo huésped como alimento. Para averiguar si estas bacterias de aguas profundas serían reconocidas por células de mamíferos, el equipo aisló la capa de lipopolisacárido (algo así como la “piel” de la bacteria) de 50 cepas bacterianas diferentes y las expuso a células humanas y de ratón en placas. El ochenta por ciento de las cepas de la muestra no provocó una respuesta inmune de las células humanas y de ratón.

Si bien el equipo no está totalmente seguro de qué hace que los microbios sean invisibles de esta manera, sugieren que puede tener que ver con ciertas características del lipopolisacárido que los recubre, que el coautor Jonathan Kagan dijo que podría “considerarse la piel de la mayoría de las bacterias que viven en el océano”.

“Cada patógeno virulento tiene la capacidad de hacer lo que estas bacterias de las profundidades marinas hacen por accidente, es decir, se esconden de nuestro sistema inmunológico”, dijo Kagan, inmunólogo de la Escuela de Medicina de Harvard, en una videollamada. “Y uno de los riesgos que puede imaginarse cuando los ecosistemas chocan es que puede terminar con microbios que accidentalmente son virulentos hacia nosotros”.

Si bien nuestro sistema inmunológico señala a los microbios con esa piel de lipopolisacáridos, los que generalmente pasan desapercibidos tienen más o menos de seis cadenas de acilo, pequeños radios que sobresalen de la capa lipídica que rodea a las bacterias. Lo extraño aquí fue que los microbios que eran invisibles para las células de los mamíferos tenían las seis cadenas de acilo estándar; en cambio, su invisibilidad puede atribuirse al hecho de que todos tenían cadenas particularmente largas.

“No sabemos por qué eso tiene sentido, en absoluto”, dijo Kagan. “Pero sí sabemos que existe una correlación perfecta entre las cadenas de acilo demasiado largas y la inmunosilencia. Y eso es algo que nosotros y la comunidad debemos estudiar más a fondo”.

“Este hallazgo cuestiona el dogma de los receptores de reconocimiento de patrones que reconocen componentes microbianos ampliamente conservados como el lipopolisacárido”, escribió en un correo electrónico Alison Scott, microbióloga de la Universidad de Maryland que no estaba afiliada al artículo reciente. Scott dijo que la variedad de lipopolisacáridos que se encuentran en las profundidades marinas es un recordatorio de que los científicos deben comprender mejor cómo nuestro sistema inmunológico identifica las amenazas bacterianas.

El equipo de investigación regresará al área protegida este junio para echar otro vistazo al mundo extraterrestre de las profundidades marinas, donde el coral puede vivir durante milenios y muchas especies permanecen sin catalogar. El viaje de regreso brindará la oportunidad de observar cómo los microbios interactúan con los organismos hospedadores y el entorno in situ de manera más específica, así como para realizar más experimentos en el barco.

Un camarón se esconde en un área cercana a donde se recolectaron las bacterias.

Un camarón se esconde en un área cercana a donde se recolectaron las bacterias.
Imagen: Schmidt Ocean Institute

“Haces una pregunta cuando haces un experimento. Y cuando obtenga la respuesta, es posible que no esté en un idioma que comprenda o de una manera que pueda interpretar ”, dijo Rotjan. “Es una conversación muy lenta y deliberada la que tienes con el mundo natural que tiene lugar a lo largo de una vida o más”.

Esta investigación no es tan arriesgada como podría parecer; No es probable que estos microbios escapen del laboratorio y desaten una nueva plaga. Las bacterias prosperan en temperaturas frías y oscuras y en presiones extremadamente altas que no se encuentran en lugares donde a los humanos les gusta pasar el rato. En el barco, se guardan en un refrigerador; de lo contrario, morirían demasiado rápido para ser estudiadas adecuadamente. Pero si el último año nos ha enseñado algo, es que cuando mueves muchas piedras, seguro que encuentras algo desagradable debajo de una de ellas. Es importante comprender lo que nuestro cuerpo no puede ver y qué tipo de daño pueden causar tales cosas, para que podamos prepararnos mejor.

“La implicación de esto”, dijo Kagan, “es que existe un riesgo significativo de que si las reglas de inmunidad se definen localmente, cuando vas a una nueva ubicación, puedes toparte con cosas que normalmente no son patógenas, pero que lo son”

Ya sabemos que debemos obtener ciertas vacunas antes de viajar por el mundo, pero Kagan plantea un nuevo tipo de riesgo: que, mientras perforamos en el Ártico o buceamos en las profundidades del mar, podríamos encontrarnos con un germen contra el que realmente no tenemos defensas innatas.



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