En microbiología, cuando hablamos de infecciones bacterianas, no solo nos referimos a los agentes patógenos involucrados, sino también a las complejas interacciones entre diferentes microorganismos que pueden influir en la severidad y progresión de las enfermedades. Un reciente estudio revela un aspecto fascinante de estas interacciones: la bacteria Enterococcus faecalis, comúnmente conocida como un habitante de la microbiota intestinal, puede ayudar a Escherichia coli (E. coli) a reforzar su defensa en ambientes de baja disponibilidad de hierro, un factor importante en infecciones caninas y aviares.
¿Qué es lo que hace tan problemáticas estas infecciones?
Las infecciones urinarias en perros y las infecciones en la sangre de las aves son causadas por dos subtipos de E. coli patogénica: uropatogénica (UPEC) en perros y patogénica aviar (APEC) en aves. Aunque las infecciones urinarias en perros generalmente no son mortales, son muy comunes y una de las principales razones por las que los veterinarios recetan antibióticos. En contraste, las infecciones por APEC son una de las principales causas de muerte en aves, especialmente en la industria avícola.
Un hecho interesante es que estas infecciones se vuelven más graves cuando E. faecalis está presente como co-infección. En estudios previos, se había observado que Enterococcus ayuda a E. coli a sobrevivir en ambientes con pocos nutrientes, como los que se encuentran en la orina o en la sangre. El estudio reciente se centró en descubrir qué más podría estar ocurriendo para mejorar la capacidad de E. coli de infectar a los animales.
Un refuerzo bacteriano: El «blindaje» de E. coli
Para entender cómo Enterococcus faecalis ayuda a E. coli a “blindarse”, los investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte comenzaron a experimentar con cultivos de diferentes cepas de APEC y UPEC en un ambiente de cultivo con deficiencia de hierro, lo que simula las condiciones de la orina y la sangre. Lo que encontraron fue impresionante: cuando Enterococcus estaba presente, las cepas de E. coli producían exopolisacáridos (una cápsula viscosa protectora) hasta 16 veces más que cuando Enterococcus no estaba presente.
Estas cápsulas son esenciales para que las bacterias se protejan del sistema inmune del hospedador y de condiciones hostiles, como la falta de hierro. Las bacterias que producen más cápsula tienen una mayor capacidad de «escudo», lo que las hace más difíciles de atacar y eliminar.
El papel de los genes y la virulencia
Los investigadores fueron más allá y analizaron los genes involucrados en esta mejora en la producción de cápsulas protectoras. Al comparar el genoma de cepas de E. coli que respondían a Enterococcus y las que no respondían, descubrieron que las cepas sensibles a Enterococcus tenían no solo genes para adquirir hierro, sino también genes específicos de virulencia y producción de cápsulas. Estos genes permiten que las bacterias no solo sobrevivan en entornos con poco hierro, sino que también se protejan más eficazmente.
Experimentos en modelos animales
Para probar cómo esta interacción entre E. faecalis y E. coli afecta a los animales, el equipo utilizó un modelo de embriones de pollo infectados simultáneamente con E. faecalis y cepas de E. coli patogénica. Los resultados fueron reveladores: los embriones coinfectados con cepas que respondían a Enterococcus mostraron mayor mortalidad en comparación con aquellos coinfectados con cepas no sensibles o con solo Enterococcus o APEC. Esto confirma que Enterococcus faecalis no solo ayuda a E. coli a sobrevivir, sino que también aumenta la gravedad de la infección.
¿Qué significa este descubrimiento para el futuro?
Este estudio abre la puerta a nuevas formas de abordar las infecciones por E. coli, especialmente en perros y aves. Algunos de los posibles avances incluyen:
- Tratamientos específicos para co-infecciones: En lugar de tratar de eliminar todas las bacterias en una infección, los investigadores podrían enfocarse en inhibir la interacción entre Enterococcus y coli, debilitando su capacidad de producir cápsulas protectoras.
- Vacunas o terapias basadas en microbiomas: Al comprender mejor cómo Enterococcus ayuda a las bacterias patógenas, podríamos desarrollar tratamientos que favorezcan el crecimiento de bacterias beneficiosas o incluso usar Enterococcus de forma controlada para promover la curación en ciertas infecciones.
- Mejores estrategias de manejo en la industria avícola: Dado que APEC es una de las principales causas de muertes en aves, este conocimiento podría llevar a enfoques más efectivos en el manejo de infecciones en granjas.
Este estudio demuestra que, en microbiología, las interacciones entre bacterias no siempre son negativas. Mientras que Enterococcus faecalis ha sido considerado un patógeno en ciertos contextos, su interacción con E. coli revela una faceta de su biología que puede ser útil para nuevas terapias y tratamientos. Este tipo de descubrimiento subraya la complejidad de los ecosistemas microbianos y la importancia de comprender cómo diferentes bacterias influyen en la salud y las infecciones.
Referencias:
- Walker, G. K., et al. (2024). Canine uropathogenic and avian pathogenic Escherichia coli harboring conjugative plasmids exhibit augmented growth and exopolysaccharide production in response to Enterococcus faecalis. PLOS ONE, 19(11): e0312732. DOI: 10.1371/journal.pone.0312732
- The Scientist. «Enterococcus helps E. coli ‘armor up’ in dog, poultry co-infections.» 2, 2024. Disponible aquí.
Por Víctor Deroncelé
