Salmonella te infecta porque tú la ayudas.

No es la primera vez que hablamos en este blog sobre Salmonella, en esta ocasión nos centraremos en Salmonella enterica subesp. Enterica serovar typhimurium. Recientes investigaciones han aclarado un poco más el proceso de invasión y como nuestro cuerpo colabora con el patógeno para que la infección sea un éxito.

S. typhimurium entra en las células por medio de endocitosis como muchas otras macromolécula. Una vez dentro de la vesícula comienza la digestión celular, para ello el pH interior disminuye y comienzan a actuar distintas enzimas degradativas. Esto es el final para la mayoría de los patógenos, el ácido y las enzimas terminan disolviendo todo lo que esté dentro de la vacuola, sin embargo es en este punto cuando S. typhimurium empieza su asalto, dividiéndose a gran velocidad y convirtiendo el lisosoma en una SCV (vacuola contenedora de Salmonella).

¿Por qué ocurre esto? La respuesta es: porque nuestro sistema inmune "colabora involuntariamente", lo que en principio funciona muy bien con la mayoría de los patógenos se convierte en un problema a la hora de tratar con S. typhimurium. Dentro de los lisosomas se encuentran unas proteinas de membrana llamadas receptores tipo Toll, estos receptores se encargan de detectar "qué" es lo que está dentro de la vesícula endocítica. Existen receptores dedicados a distintas moléculas propias de patógenos, de manera que si la célula detecta que lo que está digiriendo es un patógeno o parte él se activa el sistema inmune innato

Esquema del uso de los TLRs por parte de S. tiphymurium |Fuente: Cell

Para comprobar esta hipótesis se usaron ratones modificados especialmente para presentar mutaciones en los receptores tipo Toll (TLRs).

Las células de ratón que carecían de 2 tipos de TLRs, eran mucho más sensibles a la infección que las células normales, sin embargo las que carecian de 3 tipos de TLRs mostraban una enorme resistencia a la infección, además el número de bacterias en las células infectadas era muchísimo menor que en las normales o en las dobles mutantes. Esto indica que los TLRs no sólo colaboran en la infección sino que son necesarios para la división del patógeno. Estos experimentos se repitieron en otros modelos celulares y con distintos patógenos, mostrando que el sistema TLRs-dependiente es específico de Salmonella.

¿Cómo ocurre?

Parece ser que los TLRs intervienen activando los genes de una de las islas de patogeneicidad de S. typhimurium, los triples mutantes para los TLRs no acidificaban correctamente el lisosoma, al no acidificarse el medio podría pensarse que la bacteria tendría todo a su favor, pero ocurría lo contrario. El ácido era la señal para la producción de un efector que inicia el proceso transcripción de los genes de virulencia que preceden a la división acelerada y la posterior infección.

Tal como ya conté en otra entrada, el ajuste de Salmonella con nuestro organismo es tan grande que nos podría estar hablando de una evolución paralela desde hace muchos años, evolución que al menos en mi opinión hablaría de un futuro comensalismo o mutualismo.

Esta entrada participa en el IV Carnaval de Biología, organizado este mes en el blog Biounalm.

Arpaia N, Godec J, Lau L, Sivick KE, McLaughlin LM, Jones MB, Dracheva T, Peterson SN, Monack DM, & Barton GM (2011). TLR signaling is required for Salmonella typhimurium virulence. Cell, 144 (5), 675-88 PMID: 21376231