Las bacterias compiten constantemente por recursos, y algunas especies emplean un fascinante mecanismo de defensa: “ballestas” diminutas de tamaño nano llamadas sistemas de secreción tipo VI (T6SS) para inyectar cócteles letales a sus rivales. Los investigadores han descubierto ahora que las bacterias *Pseudomonas aeruginosa* ensamblan y despliegan estas armas T6SS en respuesta al daño de su envoltura celular, específicamente a las rupturas en la membrana externa causadas por ataques externos o fuerza. Este estudio aclara el desencadenante del ensamblaje del arma, revelando una estrategia de represalia rápida y dirigida crucial para la supervivencia bacteriana.
Las bacterias poseen sofisticados mecanismos de defensa, incluyendo el despliegue de “cañones” de tamaño nano conocidos como sistemas de secreción tipo VI (T6SS) para contraatacar ataques rivales, destacando la feroz competencia por los recursos dentro de los ecosistemas microbianos. Estos sistemas permiten a las bacterias inyectar un cóctel letal en las células vecinas, neutralizando eficazmente las amenazas. Investigadores de la Universidad de Basilea han estado investigando los desencadenantes de esta respuesta defensiva, buscando comprender precisamente *cuándo* y *por qué* las bacterias activan estas potentes armas.
Durante años, el grupo de investigación liderado por el Profesor Marek Basler en el Biozentrum, Universidad de Basilea, se centró en el T6SS de diversas especies bacterianas, destacando específicamente la capacidad de *Pseudomonas aeruginosa* para “responder” cuando es atacada. Sin embargo, el evento iniciador preciso permaneció esquivo. ¿Fue el contacto directo con bacterias vecinas, la exposición a moléculas tóxicas liberadas durante el conflicto, o simplemente el daño a la célula bacteriana en sí misma? Esta pregunta impulsó el reciente estudio, publicado en *Science Advances*, que tuvo como objetivo identificar el desencadenante exacto para el ensamblaje y despliegue del T6SS.
El hallazgo fundamental de la investigación es que *Pseudomonas aeruginosa* responde directamente a las rupturas en su membrana externa. Utilizando un nuevo enfoque, los investigadores simularon ataques bacterianos pinchando físicamente las bacterias con una punta ultra-afilada, una técnica habilitada por la tecnología de microscopía de fuerza atómica (AFM). Esta fuerza mecánica controlada les permitió inducir daño al sobre bacteriano de manera precisa y reproducible. El estudio demostró definitivamente que esta interrupción física de la membrana externa es tanto *necesaria* como *suficiente* para desencadenar el ensamblaje del H1-T6SS, el T6SS específico investigado en este estudio.
El éxito de esta investigación se basó en la innovadora aplicación de la tecnología AFM. El laboratorio de Roderick Lim, con su experiencia en este campo, fue crucial para el diseño y la ejecución del estudio. Según Mitchell Brüderlin, el primer autor del estudio y estudiante de doctorado en la Escuela de Doctorado del Instituto Suizo de Nanosciencia (SNI), el AFM les permitió “simular un ataque bacteriano T6SS” utilizando la punta similar a una aguja para perforar cuidadosamente la superficie bacteriana. El desafío radicó en la diferencia de tamaño entre las bacterias y las células eucariotas, que el laboratorio había estudiado previamente con AFM. Las bacterias de *Pseudomonas* son más de diez veces más pequeñas que las células humanas, lo que dificulta significativamente la focalización precisa y la perforación controlada.
La velocidad y la precisión de la respuesta bacteriana son particularmente notables. A los diez segundos de sufrir daño en la membrana externa, las bacterias comienzan a ensamblar su T6SS en el sitio de la lesión. Además, los investigadores observaron eventos de ensamblaje repetidos, lo que sugiere una reacción defensiva robusta y sostenida. Esta rápida respuesta, combinada con la precisión del disparo del T6SS, minimiza los disparos erróneos y optimiza la relación costo-beneficio del despliegue de esta arma potencialmente costosa. Como explica el Profesor Basler, esta “represalia rápida y focalizada contra ataques locales” proporciona a *Pseudomonas aeruginosa* una ventaja de supervivencia significativa.
Las implicaciones de esta investigación se extienden más allá de una comprensión básica de los mecanismos de defensa bacterianos. Al identificar el daño de la membrana externa como el desencadenante clave para el ensamblaje del T6SS, los investigadores obtienen información valiosa sobre la regulación y el control de estos sistemas. Este conocimiento podría utilizarse potencialmente para desarrollar nuevas estrategias para combatir las infecciones bacterianas. Por ejemplo, interrumpir los mecanismos que detectan o responden al daño de la membrana externa podría hacer que las bacterias sean menos capaces de defenderse contra los antibióticos o el sistema inmunitario del huésped.
El estudio también destaca la complejidad de la guerra bacteriana. La capacidad de detectar y responder al daño localizado sugiere una red de señalización sofisticada dentro de la célula bacteriana. Se necesita más investigación para dilucidar las vías moleculares específicas involucradas en este proceso. Comprender cómo las bacterias detectan y responden al daño podría revelar nuevos objetivos para la intervención terapéutica. La publicación original, escrita por Brüderlin, Kolesnikov, Röthlin, Lim y Basler, detalla la metodología experimental y los hallazgos, proporcionando un relato exhaustivo del ensamblaje del H1-T6SS en respuesta al daño físico y químico de la membrana externa. Este trabajo, publicado en *Science Advances* (2025) bajo doi: 10.1126/sciadv.adr1713, representa un paso significativo en nuestra comprensión de las estrategias de defensa bacterianas y abre nuevas vías para el desarrollo de terapias antibacterianas.
Investigadores de la Universidad de Basilea descubrieron que las bacterias *Pseudomonas aeruginosa* despliegan nano-lanzas (Sistemas de Secreción Tipo VI) en respuesta al daño a su membrana externa, provocado por fuerza física como ataques de rivales. Utilizando microscopía de fuerza atómica para simular estos ataques, encontraron un rápido ensamblaje del T6SS y ataques retaliatorios precisos en cuestión de segundos. Este mecanismo de defensa dirigido optimiza el uso de recursos y proporciona una ventaja de supervivencia en entornos microbianos competitivos. Investigaciones adicionales sobre estas estrategias de guerra bacteriana podrían revelar nuevos objetivos antimicrobianos e inspirar nuevos enfoques para combatir las infecciones bacterianas.
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