Funcionamiento del QS y su relación con FM

Resumen sobre el funcionamiento del QS y su relación con FM

En los seres pluricelulares, la comunicación entre las diversas células se realiza constantemente con la finalidad de mantener el equilibrio u homeostasis de todas las funciones del organismo. En el caso de los organismos unicelulares, se pensaba que, dentro de una población, cada célula actuaba independiente del resto y no podía ser influida por las células vecinas. Sin embargo, se ha descubierto que estas células mantienen mecanismos de comunicación a fin de ejercer acciones conjuntas que favorezcan el desarrollo de toda la población. (Bertini, E.2018)

Este mecanismo es conocido como quorum sensing (QS) y ha permitido que ciertos tipos de bacterias patógenas adquieran resistencia a los antibióticos, reduciendo la eficiencia de los tratamientos e incrementando el desarrollo de la enfermedad. (Castillo, I.2015)

El QS es un mecanismo que regula la expresión de los genes en función de la densidad celular. Este mecanismo tiene lugar gracias a la liberación de moléculas señal denominadas ‘auto inductores’, llamadas así porque pueden actuar sobre la misma célula que los liberó, y son capaces de desencadenar la expresión genética en toda la población, provocando una respuesta global.

La concentración del auto inductor será determinante para el inicio del QS, mientras mayor sea la densidad poblacional (mayor número de individuos), mayor será la concentración del auto inductor en el medio externo estimulando la expresión de los genes. (Kalia, V.2015)

Tipos de Quorum Sensing (QS)

Diferentes formas de QS se han descubierto en diversos géneros bacterianos. Las diferencias entre uno y otro radican en el tipo de molécula auto inductora empleada y en la respuesta global que desencadena en la bacteria. Una amplia variedad de respuestas puede ser generada, tales como: bioluminiscencia, virulencia, swarming, esporulación y formación de biopelículas. ( Kalia, V 2105)

Los dos tipos más comunes de QS

• Biopelículas: Los microrganismos que usan este tipo de QS suelen crecer de forma silenciosa mientras la densidad poblacional es baja, esto les permite pasar desapercibidos frente al sistema inmune. Una vez alcanzada una alta densidad poblacional, los auto inductores iniciarán la liberación de polímeros formando una red que permitirá agrupar a toda la población y adherirla al tejido vivo. La caries dental es un ejemplo clásico de biopelícula.

• Swarming: Se trata más bien de un fenómeno de movimiento colectivo en medio de cultivo sólido cuando se alcanza alta densidad celular. Este fenómeno puede ser observado directamente sin la ayuda de aparatos y se presenta como círculos concéntricos alrededor de la colonia que se extienden por toda la placa.

 Lo mecánico del quorum sensing (QS) son diferentes entre bacterias gram positivas y bacterias gram negativas. La principal diferencia es que las propias moléculas de AI difieren entre las especies bacterianas gram positivas y gram negativas. Las bacterias gram negativas utilizan N-acil 1- homoserina lactonas (AHL), que son anillos de homoserina lactona (HSL) con una cadena lateral adicional de ácidos grasos. Las cadenas de ácidos grasos difieren en longitud y su residuo depende de la especie bacteriana. Por el contrario, las bacterias gram positivas utilizan péptidos secretados como moléculas señal. En general, las moléculas de IA producidas por bacterias gram negativas se difunden pasivamente dentro y fuera de las células, mientras que las AI sintetizadas por bacterias gram positivas se transportan activamente. (Ruiz, R.2015)

Virulencia y quorum sensing (QS)

Otros de los procesos regulados por Quorum sensing (QS) es la síntesis de los factores de virulencia por ejemplo en el caso de P. aeruginosa la cual usa QS para la comunicación de célula a célula para regular la expresión de factores de virulencia y permitir la formación de biopelículas, esto permite distraer los sistemas de defensa del huésped y provoca infecciones crónicas. Ejemplos de factores de virulencia son LasA, LasB y exotoxina A. (Vipin, C. 2015)

El siguiente ejemplo de la relación de quorum sensing (QS) y la virulencia es S. aureus la cual en determinadas circunstancias se convierte en virulenta e invade los tejidos. Este microorganismo desarrolla una estrategia bifásica para generar su patogenicidad. Cuando se encuentra a bajas concentraciones, S. aureus expresa factores proteicos que le permiten adherirse y colonizar superficies. Sin embargo, a elevadas concentraciones celulares la síntesis de estos factores se reprime y comienza a secretar factores de virulencia. ( Whiteley, M.2017)  

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