Cómo el Estreptococo del grupo B compite en el tracto vaginal

Las bacterias viven en entornos complejos donde deben competir entre sí por espacio y recursos. Esto es especialmente cierto en áreas dentro del cuerpo donde coexisten muchas bacterias diferentes, como el tracto vaginal. Algunas bacterias han desarrollado estrategias para superar a sus vecinas. Por ejemplo, pueden restringir nutrientes, producir sustancias que dañan a otras bacterias o usar sistemas especiales para exportar moléculas tóxicas.

Un tipo de bacteria, llamado bacterias Gram-positivas, tiene un sistema específico conocido como el Sistema de Secreción Tipo VII (T7SS). Este sistema les ayuda a exportar proteínas tóxicas para competir con otras bacterias. Un ejemplo de una bacteria Gram-positiva que usa este sistema es Streptococcus agalactiae, comúnmente conocido como estreptococo del grupo B (GBS). GBS puede vivir de manera inofensiva en la vagina, pero puede causar infecciones graves si se mueve a otras partes del cuerpo, especialmente durante el embarazo.

Para entender mejor cómo GBS sobrevive y compite en la vagina, necesitamos ver cómo utiliza su T7SS y sus proteínas tóxicas. Este artículo explicará nuestros hallazgos sobre GBS, su T7SS y cómo afecta a otras bacterias, particularmente Enterococcus faecalis, que también se encuentra en el tracto vaginal.

#Competencia entre bacterias

Las bacterias a menudo compiten entre sí por los mismos recursos, y esta competencia puede influir en su supervivencia y crecimiento. En entornos como el tracto vaginal, donde coexisten múltiples especies, algunas bacterias pueden prosperar mientras que otras luchan. Comprender cómo compiten las bacterias puede ayudar a identificar nuevas formas de prevenir infecciones.

Las bacterias utilizan diferentes mecanismos para ganar ventaja. Algunas bacterias producen antibióticos que eliminan a sus competidores, mientras que otras tienen sistemas más complejos para atacar a bacterias cercanas. Se ha demostrado que GBS utiliza su T7SS para liberar proteínas tóxicas que pueden dañar a las bacterias vecinas. Esto puede ayudar a GBS a mantener su presencia y evitar que otras bacterias potencialmente dañinas, como E. Faecalis, prosperen en el mismo entorno.

#GBS y su sistema de secreción único

GBS posee un T7SS que juega un papel crucial en su capacidad para interactuar con otras bacterias. Este sistema está compuesto por varias proteínas que ayudan a GBS a exportar sustancias tóxicas. Un tipo significativo de proteína tóxica producida por GBS a través de este sistema se llama toxina LXG. Estas proteínas pueden tener diferentes efectos en otras bacterias, y aunque muchas Toxinas LXG no se han estudiado en detalle, algunas han demostrado ser dañinas para otras especies.

En nuestros estudios, identificamos una toxina LXG específica producida por GBS, que hemos llamado BltA. Esta toxina se localiza junto a genes que codifican chaperonas, que son proteínas que ayudan en la estabilidad y transporte de otras proteínas. La interacción entre BltA y estas chaperonas es crucial para que la toxina sea efectiva.

#El papel de BltA en la competencia

Queríamos averiguar cómo BltA contribuye a la capacidad de GBS para competir con otras bacterias. Utilizando experimentos de laboratorio, cultivamos GBS junto a E. faecalis. En estas pruebas, descubrimos que cuando GBS tenía un T7SS funcional, podía reducir los números de E. faecalis. Sin embargo, cuando GBS no pudo producir BltA debido a una mutación, perdió esta ventaja competitiva, permitiendo que E. faecalis prosperara.

Confirmamos que BltA es, de hecho, tóxica para otras bacterias. Cuando inducimos la producción de BltA dentro de E. coli o S. aureus, esto llevó a una disminución significativa en su crecimiento. Esto sugiere que BltA es efectivo como un agente tóxico, ayudando a GBS a superar a otras bacterias en el entorno vaginal.

#La competencia de GBS con E. faecalis

E. faecalis es otra bacteria que se encuentra comúnmente en el tracto vaginal. Puede ser inofensiva o potencialmente dañina dependiendo de las circunstancias. En nuestra investigación, nos enfocamos en cómo GBS interactúa con E. faecalis durante la colonización.

Cuando co-colonizamos ratones con GBS y E. faecalis, encontramos que GBS pudo inhibir el crecimiento de E. faecalis. Específicamente, cuando GBS fue capaz de producir BltA, limitó el número de E. faecalis encontrados en los tejidos vaginales de los ratones. Por el contrario, cuando GBS carecía de la capacidad de producir BltA, se recuperó más E. faecalis, mostrando que BltA es un factor crítico en esta competencia.

#Comprendiendo la secreción de BltA

Investigamos más sobre cómo se secreta BltA por GBS a través de su T7SS. Usando un ensayo específico, pudimos demostrar que BltA se secreta correctamente cuando el T7SS está funcionando. Esto confirmó que el sistema de secreción es esencial para la liberación de BltA, haciéndolo disponible para actuar contra las bacterias competidoras.

El papel de las chaperonas en este proceso también se observó. Cuando las chaperonas asociadas con BltA están presentes, se mejora la secreción y funcionalidad de la toxina. Esto refuerza la idea de que la actividad de BltA depende de su interacción con chaperonas durante la secreción.

#Toxicidad de BltA

La toxicidad de BltA se probó con más detalle. Encontramos que simplemente producir BltA no era suficiente para asegurar sus efectos dañinos; la presencia de chaperonas era crucial para aumentar su toxicidad. Cuando se expresó junto a estas chaperonas, BltA pudo reducir significativamente el crecimiento de E. coli y S. aureus.

También descubrimos que algunas cepas de E. coli desarrollaron resistencia a BltA. El análisis genético de estas cepas resistentes reveló mutaciones en la proteína BltA que redujeron su efectividad. Estas mutaciones nos ayudan a entender qué partes de la proteína BltA son importantes para su función tóxica.

#Colonización de GBS en la vagina

Además de los experimentos de competencia, examinamos cómo GBS coloniza el tracto vaginal y el papel de BltA en este proceso. Encontramos que GBS con un T7SS funcional y BltA podría establecerse y mantenerse de manera más efectiva que las cepas que carecían de estas características.

Los ratones que fueron inoculados con GBS sin BltA mostraron una colonización reducida, indicando que BltA contribuye de manera importante a la capacidad de GBS para persistir en el entorno vaginal. Del mismo modo, cuando las chaperonas asociadas con BltA estaban ausentes, la colonización de GBS también se vio afectada negativamente.

#Conclusiones e implicaciones

Esta investigación resalta la importancia de la competencia interbacteriana y los mecanismos que las bacterias utilizan para sobrevivir en entornos compartidos. GBS, a través de su T7SS y la secreción de la toxina LXG BltA, puede combatir efectivamente a otras bacterias como E. faecalis en el tracto vaginal.

Entender cómo GBS utiliza estos factores no solo arroja luz sobre su comportamiento en el ecosistema vaginal, sino que también podría llevar a nuevas estrategias para manejar infecciones. Al dirigirnos a estos mecanismos de competencia, podríamos identificar maneras de prevenir que bacterias dañinas prosperen en áreas sensibles del cuerpo.

En general, nuestros hallazgos enfatizan las complejas interacciones entre diferentes especies bacterianas y las adaptaciones evolutivas que permiten a algunas dominar en entornos específicos. Los estudios futuros continuarán explorando estas dinámicas y potencialmente descubrirán más sobre los roles de otros subtipos de T7SS y sus efectores en la competencia bacteriana.