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El hierro, ya un recurso crítico para las guerras humanas de la antigüedad, en las que forjar el mayor número posible de espadas con este metal era fundamental para cada bando, también es vital, aunque por razones distintas, para los microorganismos que intentan iniciar una invasión y las células que procuran impedirla.
Una bacteria Escherichia coli. (Imagen: Janice Haney Carr / CDC)
Los resultados de una nueva investigación acaban de resolver, al menos aparentemente, un debate de cuatro décadas sobre el papel exacto del hierro durante una invasión bacteriana a un tejido animal.
La investigación, dirigida por Phillip Klebba, profesor y jefe del departamento de bioquímica en la Universidad Estatal de Kansas, Estados Unidos, aclara cómo ciertos microbios logran invadir con éxito un organismo animal gracias a lograr apropiarse del hierro presente en éste. Lo descubierto en este estudio también aporta nuevos y reveladores datos que podrían utilizarse para idear formas de evitar ese control bacteriano del hierro. Este enfoque estratégico permitiría luchar desde otro frente contra las enfermedades provocadas por bacterias y también explorar nuevas áreas en el desarrollo de antibióticos.
El estudio, realizado en colaboración con Tyrrell Conway, de la Universidad de Oklahoma, y Salete M. Newton, de la Universidad Estatal de Kansas, muestra cómo la adquisición de hierro influye en la capacidad de las bacterias para colonizar a un animal, que es la primera etapa de una enfermedad microbiana.
El hierro desempeña un papel metabólico fundamental, lo cual hace que bacterias y animales luchen por él. Ambos bandos lo necesitan, y el bando que consiga el control del hierro tiene buenas oportunidades de ganar la guerra.
El equipo de Klebba encontró que la bacteria Escherichia coli debe apropiarse del hierro del organismo que está invadiendo, para así poder establecer con éxito un puesto de avanzada y colonizar el intestino, una idea que ha sido debatida con frecuencia por los científicos.
Durante años, se propuso que el hierro es un recurso crucial para las bacterias infecciosas que atacan a un animal porque los animales constantemente defienden el hierro presente en sus cuerpos. Un ejemplo claro de esto último lo constituyen las proteínas animales que se enlazan al hierro. Al hacerlo, evitan que los microorganismos lo obtengan. Esto se conoce como inmunidad nutricional, y es una estrategia del sistema defensivo del organismo atacado para minimizar el crecimiento bacteriano del ejército invasor. Sin embargo, hay patógenos con una gran capacidad para imponerse sobre los mecanismos de la inmunidad nutricional y adueñarse del hierro que estos les impedían obtener.
El nuevo estudio no deja dudas sobre la importancia del hierro cuando la Escherichia coli está luchando por invadir el cuerpo de un animal, porque las bacterias que fueron privadas sistemáticamente de hierro se volvieron 10.000 veces menos capaces de crecer en los tejidos.
Estos experimentos han permitido comprobar de modo inequívoco el carácter indispensable del hierro para lograr una infección victoriosa.
Las bacterias estudiadas y otras de su clase tienen tantos sistemas de transporte de hierro que es difícil eliminarlos a todos. Por ejemplo, la Escherichia coli tiene al menos ocho sistemas de adquisición de hierro.
Esta redundancia de transportadores existe porque el hierro es esencial. Si un sistema es bloqueado, entonces otro se hace cargo del trabajo. Eso hace muy resistentes a ciertas bacterias.
Los resultados de esta investigación permitirán ayudar a desarrollar nuevas estrategias bactericidas basadas en privar de hierro a los microbios atacantes.
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