Biopelículas en tuberculosis, una “capa” que podría cambiar el curso de la infección
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21 marzo 2025
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Por Mario Al Flores Valdez / Mirian Cobos Vargas
Mirian Cobos Vargas1, Jeannette Barba León2, Mario Alberto Flores Valdez3.
1 Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara, Calle Sierra Mojada 950, Independencia Oriente, Guadalajara 44340, Jalisco, Mexico. mirian-vargas@outlook.com
2 Universidad de Guadalajara, Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Departamento de Salud Pública, Camino Ramón Padilla Sánchez No. 2100 Nextipac, Zapopan. 45200, Jalisco México. jeannette.barba@academicos.udg.mx
3 Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y diseño del Estado de Jalisco, A.C. Biotecnología Médica y Farmacéutica, Av. Normalistas 800, Col. Colinas de la Normal, Guadalajara, Jalisco, 44270, México. floresv@ciatej.mx
Como cada año, el 24 de marzo, el mundo conmemora el Día Mundial de la Tuberculosis, fecha que busca generar conciencia sobre una de las enfermedades infecciosas más letales de la humanidad y que de acuerdo con estimaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS), más de 10 millones de personas continúan enfermando cada año, lamentablemente en 2023 alrededor de 1.25 millones de personas fallecieron a causa de esta enfermedad (1). Muchos de los casos se presentan sobre todo en personas que viven en condiciones de pobreza o presentan comorbilidades importantes como diabetes, desnutrición o coinfección por el Virus de la Inmunodeficiencia Humana (VIH) aspectos de los cuales México presenta además un alto número de casos, lo que agrava aún más el problema de la tuberculosis. De acuerdo con el último reporte del boletín epidemiológico emitido por la Secretaría de Salud, a la octava semana de 2025, en México se han notificado 3,520 casos nuevos de la enfermedad lo que indica claramente la magnitud del problema (2).
Ahora bien, dentro de las preguntas que consideramos relevantes desde el punto de vista científico, están las siguientes: ¿qué organismo causa la tuberculosis? ¿Cómo se transmite? ¿Qué son las biopelículas y cómo podrían influir en el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas y preventivas?
Dando respuesta en ese mismo orden, la tuberculosis es causada por una bacteria llamada Mycobacterium tuberculosis (MTB). El crecimiento de este microorganismo, de apenas 2 a 5 micras (µm) es considerablemente “lento” en comparación con otras bacterias. Dada la gran cantidad de lípidos presentes en su estructura, logra resistir condiciones ambientales adversas, como la exposición a ciertos desinfectantes y el tratamiento con antibióticos que suelen ser efectivos contra otras bacterias (3).
En cuanto a su transmisión, MTB se propaga principalmente a través de las gotas respiratorias que se liberan cuando una persona infectada tose, estornuda o incluso habla. Estas partículas al quedar suspendidas en el aire por varios minutos pueden ser inhaladas por otro individuo y de esta manera transmitirse entre la población especialmente en espacios cerrados o con poca ventilación (4).
Bajo condiciones conocidas como estándares de laboratorio, se ha observado la capacidad de MTB de formar “biopelículas” que a grandes rasgos son grupos o comunidades de bacterias organizadas que se adhieren entre sí o sobre una superficie, y que están encerradas en una matriz compuesta principalmente por polisacáridos como la celulosa, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos que le confieren a la bacteria un tipo de “capa” que le otorga protección adicional contra el medio ambiente hostil (5).
Todavía hoy en día, se considera que MTB no puede formar biopelículas in vivo sobre los tejidos del organismo que infecta, lo que ha supuesto dificultades a grupos como el nuestro, en difundir el concepto, las dudas que nos esbozamos, y plantear una evaluación rigurosa del posible papel de tales estructuras en el desarrollo de la enfermedad. Incluso, en nuestro caso, como científicos, aceptamos que las biopelículas formadas por MTB en el laboratorio controlado, pueden tener una similitud de apariencia física mínima con cualquier grado de asociación entre bacterias MTB que ocurran durante alguna de las múltiples fases de interacción con nuestras células al momento de intentar, ya sea, establecer o mantener la infección o bien incluso, propagarse a una nueva persona.
No obstante lo anterior, estudios recientes han identificado que MTB puede formar estructuras como "cordones" o "serpentinas", mismas que se han observado en muestras obtenidas de pacientes que padecieron tuberculosis activa y que podrían considerarse biopelículas bajo una definición más amplia. Sin embargo, aún es necesario investigar si estos componentes están presentes durante la enfermedad en los tejidos infectados y cuál es la función que podrían desempeñar en el curso de la infección. Por lo anterior, estudiar estas estructuras y determinar si impactan o no en el desarrollo o gravedad de la enfermedad podría sentar las bases para comprender mejor los mecanismos de MTB que favorecen su persistencia en el organismo (6).
Identificar estas estructuras clave no solo permitiría dilucidar si juegan algún papel en la tolerancia antimicrobiana a diferentes tipos de estrés, incluyedo una posible evasión o distracción inmunológica, sino que también abriría nuevas oportunidades para el desarrollo de estrategias terapéuticas y preventivas más eficaces como el mejoramiento de la única vacuna actualmente disponible: BCG (Bacilo de Calmette-Guérin) pues aunque la vacuna BCG ha sido usada desde 1921 y ha demostrado ser eficaz para reducir la mortalidad por tuberculosis meníngea y miliar en niños, su eficacia para prevenir tuberculosis pulmonar en adultos es significativamente menor. En el caso de la tuberculosis meníngea, la bacteria genera inflamación en las membranas que recubren el cerebro y la médula espinal (meninges), mientras que en la forma miliar de la enfermedad, al viajar por el torrente sanguíneo MTB puede afectar a prácticamente cualquier órgano del cuerpo (7).
En el desarrollo de nuevos candidatos a vacunas, es fundamental comprender los mecanismos que influyen en la patogénesis de una enfermedad. Para ello, en el campo de la investigación se emplean modelos animales, siendo los modelos murinos una opción sumamente valiosa que permiten en cierta medida evaluar en un entorno controlado y reproducible, la enfermedad y respuesta a ella inducida MTB, la respuesta inmunológica del hospedero y el nivel de protección conferido por nuevas vacunas en desarrollo.
Por lo tanto, en el marco del Día Mundial de la Tuberculosis, hacemos un llamado a no bajar la guardia frente a esta enfermedad que, aunque controlable, sigue siendo una amenaza donde la prevención, el diagnóstico temprano y la investigación son las armas más poderosas para erradicarla.
En ese sentido, va nuestro agradecimiento a la Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación (SECIHTI, antes CONAHCYT) por brindar el financiamiento vía el proyecto CBF2023-2024-270 “Descifrando la controversia sobre si las biopelículas formadas por Mycobacterium tuberculosis in vitro son relevantes o no en la patogénesis y respuesta inmune in vivo en modelo experimental de tuberculosis”, que nos permitirá aportar información clave sobre cómo la forma de infección por MTB, podría afectar la respuesta inmune generada por la vacunación. Si logramos entender estas diferencias, se lograría tener mejores bases para el desarrollo de una vacuna más eficaz que la actual BCG, optimizando su capacidad para generar inmunidad protectora frente a cepas hipovirulentas de MTB.
REFERENCIAS
- Organización Mundial de la Salud (OMS). WHO guideline for the treatment of visceral leishmaniasis in HIV co-infected patients in East Africa and South-East Asia [Internet]. Ginebra: OMS; 2022 [citado 2025 Mar 5]. Disponible en: https://www.who.int/publications/i/item/9789240101531
- Gobierno de México, Secretaría de Salud. Boletín Epidemiológico: Sistema Nacional de Vigilancia Epidemiológica, Sistema Único de Información [Internet]. México: Secretaría de Salud; 2025 [citado 2025 Mar 5]. Disponible en: https://www.gob.mx/salud/documentos/boletinepidemiologico-sistema-nacional-de-vigilancia-epidemiologica-sistema-unico-de-informacion-387843
- Gonzàlez-Martin J. Microbiología de la tuberculosis. Seminarios de la Fundación Española de Reumatología. 2014;15(1):25-33.
- Rahlwes KA-O, Dias BA-O, Campos PA-O, Alvarez-Arguedas SA-O, Shiloh MA-O. Pathogenicity and virulence of Mycobacterium tuberculosis. (2150-5608 (Electronic)).
- Esteban J, García-Coca M. Mycobacterium Biofilms. Frontiers in Microbiology. 2018;8.
- Chakraborty P, Bajeli S, Kaushal D, Radotra BD, Kumar A. Biofilm formation in the lung contributes to virulence and drug tolerance of Mycobacterium tuberculosis. Nature Communications. 2021;12(1):1606.
- Kumar P. Corrigendum: A Perspective on the Success and Failure of BCG. Frontiers in Immunology. 2022;13.
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