La unión hace la fuerza, y las armas.

Ya hemos comentado en el blog que un biofilm es una comunidad microbiana de células adheridas a una superficie. Una de las ventajas que proporciona es la protección frente a la depredación por protozoos. Hasta ahora se pensaba que esa defensa era estática. Las bacterias que forman el biofilm al estar pegadas las unas a las otras serían como los ladrillos de un muro. Y todo el mundo sabe que es más difícil romper un ladrillo suelto que un ladrillo dentro de un muro.

Pues el grupo liderado por el Dr. Carsten Matz del Centro Helmholtz para la Investigación de las Infecciones ha encontrado algo bastante llamativo en los biofilms marinos. Al parecer estos biofilms son capaces de anular los ataques depredadores de las amebas utilizando "armas químicas". Las amebas son unos protozoos que están especializados en fagocitar a las bacterias que les sirven como alimento. Los investigadores notaron que los biofilms formados por determinadas bacterias no solo eran inmunes a los ataques de las amebas, sino que además estas últimas quedaban paralizadas e incluso morían. En palabras del Dr. Matz, las bacterias no solo habían construido una fortaleza, sino que también eran capaces de contraatacar.

Ameba alimentandose

Para identificar el compuesto responsable de dicho efecto, se analizó más detalladamente los biofilms formados por la γ-proteobacteria, Pseudoalteromonas tunicata una de las especies con mayor actividad antiprotozooaria. Determinaron así que en dichos biofilms se produce la síntesis de un pigmento llamado violaceina que resulta letal para el protozoo. Una prueba más del papel de la violaceina vino dada por experimentos en los cuales se utilizaban biofilms de un mutante de P. tunicata que no sintetizaba violaceina. En esos casos, el biofilm era completamente consumido por los protozoos.

Estructura de la violaceina

Cultivo de Pseudoalteromonas

Otra cosa que han observado es que la producción de violaceína por las bacterias se ve incrementada cuando éstas forman un biofilm en comparación a aquellas que se encuentran nadando en el plancton. El incremento es el triple como mínimo, pero en algunas especies del género Microbulbifer encontraron incrementos de hasta 60 veces mayores.

Quizás lo más llamativo es el mecanismo por el cual la violaceína acaba con el protozoo. Al parecer lo hace desencadenando una respuesta de muerte celular muy parecida a la apoptosis de las células eucariotas de los organismos pluricelulares. En protozoos incubados con violaceína, se observa fragmentación del DNA nuclear e incremento de la actividad caspasa 3. De hecho, la violaceína activa la apoptosis en células de mamífero.

Desde el punto de vista aplicado esto puede tener implicaciones de dos tipos. Por un lado puede explicar el porqué son tan resistentes al ataque de los macrófagos algunos biofilms formados por microorganismos infecciosos. Por otro, los biofilms podrían ser una nueva fuente de producción de nuevos compuestos bioactivos contra distintos patógenos.

Audio en "El podcast del microbio"