Científicos de la Universidad de Nottingham y la Universidad de Indiana han esclarecido un misterio microbiológico de cómo una bacteria puede invadir a otra y crecer dentro de ella sin romper la otra bacteria al instante.

Los científicos de Nottingham están investigando la bacteria depredadora invasora Bdellovibrio bacteriovorus como un potencial terapéutico para matar bacterias patógenas resistentes a los antibióticos. Los científicos de Indiana están investigando de qué están hechas y cómo se construyen las estructuras de las células bacterianas. Para ello, han desarrollado y utilizado aminoácidos D fluorescentes (FDAA), sustitutos coloreados de sustancias naturales que se encuentran en las paredes de las células bacterianas. Esto se combinó con microscopía de súper resolución con gran efecto en un nuevo artículo publicado hoy en Microbiología de la naturaleza .

Los equipos han unido fuerzas y han descubierto que la bacteria invasora Bdellovibrio forma un pequeño 'ojo de buey' molecular reforzado en la pared de la bacteria huésped. aprieta a través de esto y luego lo sella desde el interior. Este proceso es como cortar y soldar un ojo de buey en un barco, pero a escala molecular.

La profesora Liz Sockett de la Universidad de Nottingham dijo:"Las bacterias invadidas son 100 millones de veces más cortas que un barco como el Queen Mary 2, y las bacterias invasoras son 500 millones de veces más estrechas. Los materiales utilizados para la soldadura no son metálicos, por supuesto, pero son D-aminoácidos naturales. Estas son formas de imagen especular de los aminoácidos 'L' que se encuentran en las proteínas de los alimentos y de nuestro cuerpo.

"Descubrimos un segundo proceso en el que las bacterias invasoras 'enyesan' efectivamente el interior de la bacteria que están invadiendo, de nuevo usando los aminoácidos D. Esto hace que el interior de la bacteria sea un hogar más reforzado para que el Bdellovibrio viva en su interior. Esto es importante ya que un artículo anterior mostró que las paredes bacterianas invadidas inicialmente se redondean y debilitan al principio del proceso de invasión ".

Erkin Kuru, un estudiante de doctorado en ese momento, sugirió a Liz durante una conferencia en Indiana, que usa FDAA de colores para etiquetar las dos bacterias diferentes como los depredadores atacan. Añadiendo un nuevo color justo cuando comenzaba la invasión y más tarde a medida que avanzaba, reemplazó los aminoácidos naturales que se estaban utilizando y arrojó una nueva luz de color sobre cómo funciona la depredación.

Los FDAA mostraron lo que estaba sucediendo en cada etapa y le dieron al equipo un 'momento eureka' cuando vieron que las bacterias depredadoras hacen un 'ojo de buey' con un poro central rodeado por un anillo de refuerzo que contiene D aminoácidos. El bdellovibrio se escurre a través de este poro y lo llena con más material que contenga D-aminoácidos para que las bacterias invadidas no exploten y los depredadores puedan comer en privado todo su contenido celular interno sin filtrarse al exterior.

A medida que esto sucede, las bacterias depredadoras agregan más FDAA en todo el perímetro de la bacteria invadida, no solo en el anillo de la portilla. En las condiciones experimentales, las bacterias depredadoras 'pintaron' este color FDAA, más bien como un 'fresco' a escala molecular, a las paredes de la bacteria invadida en un proceso que refuerza la pared de la bacteria invadida para que no colapse antes de que el depredador se haya comido el contenido nutricional del interior. El Dr. Carey Lambert de Nottingham se unió al proyecto y pudo encontrar algunas de las 'herramientas' que aplican los frescos; se trata de un grupo de enzimas que se han estudiado poco hasta hace poco.

El profesor Sockett concluye:"Es notable ver esto en acción a una escala tan pequeña y también útil. Conocer más sobre los mecanismos utilizados por las bacterias depredadoras invasoras podría ayudar a diseñar nuevas formas de matar patógenos. Ahora que se han definido los procesos de invasión debería ser posible reunir todas las herramientas necesarias para invadir y consumir bacterias patógenas sin liberar grandes cantidades de sus materiales celulares patógenos al estallar ".