Los resultados de una investigación sobre modelo murino que se publican en Science Translational Medicine contribuyen a esclarecer por qué en los pacientes con fibrosis quística (FQ) es tan frecuente sufrir infecciones respiratorias crónicas causadas por Pseudomonas aeruginosa. Las causas por las que esta bacteria se adapta con facilidad a los pulmones de estos enfermos no se conocían bien.
La acumulación excesiva de mucus en las vías respiratorias de los pacientes con FQ favorece la colonización y persistencia bacteriana ocasionando infecciones recurrentes. Sin embargo, por qué P. aeruginosa se convierte en la bacteria predominante a lo largo del tiempo sigue siendo objeto de investigación. Este microorganismo coloniza el tracto respiratorio de los pacientes en estadios tempranos, pero su capacidad de adaptación a la hipoxia y al estrés nutricional, así como el desarrollo de resistencia a antibióticos, favorece su persistencia en el nicho pulmonar y hace difícil su erradicación. Este estudio describe el papel que juega el succinato en la infección recurrente por este patógeno, que supone un ventaja metabólica competitiva de P. aeruginosa sobre otras bacterias.
El primer firmante del estudio es Sebastián A. Riquelme, del Departamento de Pediatría de la Universidad de Columbia, en Nueva York. También ha participado el grupo de investigación de Microbiología Molecular del Centro de Investigación Biomédica de La Rioja (Cibir), cuya investigadora principal es Yolanda Sáenz. Estos científicos llevan tiempo trabajando en P.aeruginosa en varios aspectos sobre resistencia antimicrobiana, virulencia y biopelículas. El estudio que ahora publican surge como una colaboración desde el Hospital San Pedro y el Cibir con el grupo de la Universidad de Columbia a raíz de una estancia postdoctoral de Carmen Lozano, financiada con fondos del Instituto de Salud Carlos III.
José Manuel Azcona, otro de los autores del estudio y científico del grupo riojano, expone que “en estudios anteriores demostramos que los pacientes con FQ, además de presentar mutaciones en el gen CFTR, carecen de otra proteína que normalmente interactúa con CFTR: el supresor de tumores PTEN, implicado en el control del metabolismo celular. En este nuevo estudio investigamos las consecuencias de la ausencia de PTEN y cómo ésta desregulación metabólica favorece la infección pulmonar por P. aeruginosa en pacientes con FQ”.
Los nuevos hallazgos indican que “los pacientes con FQ, al carecer de PTEN responden de forma exagerada a la infección pulmonar causada por P. aeruginosa, generando un desequilibrio bioenergético y una liberación excesiva de succinato”. El succinato es un metabolito inflamatorio importante que media la señalización inmune para erradicar infecciones, pero también es el sustrato preferido para el crecimiento de P. aeruginosa. “En este nuevo estudio observamos cómo la acumulación de succinato favorece el crecimiento y adaptación de esta bacteria a los pulmones de pacientes con FQ, lo que ayuda a entender por qué ésta y no otra bacteria genera infecciones crónicas difíciles de erradicar”, concluye Azcona, también responsable de Calidad del Departamento de Diagnóstico Biomédico en el Laboratorio de Microbiología del Hospital San Pedro, en Logroño.
Pseudomonas aeruginosa en el tracto respiratorio de los pacientes con FQ se evade del sistema inmune del hospedador y adapta su metabolismo al entorno. “En concreto, adquiere morfotipos mucoides, genera biopelículas, incrementa su densidad bacteriana e hipermuta para generar resistencia a antibióticos”, aclara el microbiólogo. “Con este estudio además hemos descrito la conexión entre P. aeruginosa y los factores de FQ: mutación de CFTR, desregulación de PTEN y producción excesiva de succinato. La presencia de este metabolito inflamatorio da una ventaja importante a P. aeruginosa, al promover su adaptación y cronicidad”.
Potenciar la eficacia antibiótica en la fibrosis quística
Los nuevos datos aportados sobre el papel del succinato en la adaptación metabólica de P. aeruginosa en el pulmón de los pacientes abre un abanico de posibilidades moleculares que podrían ayudar y potenciar la eficiencia de antibióticos. “El conocimiento de esta vía de adaptación metabólica de P. aeruginosa proporciona una posible nueva diana terapéutica para el tratamiento de infecciones recurrentes. Además, los nuevos fármacos que mejoran la función de CFTR también deberían aumentar la interacción CFTR-PTEN por lo que disminuirían la generación de succinato”.
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