El intestino humano alberga billones de microorganismos que participan en la digestión, regulan el sistema inmunitario y ayudan a protegernos de determinadas enfermedades. Pero no todos cumplen funciones beneficiosas. Algunas bacterias pueden producir sustancias capaces de dañar las células intestinales y favorecer procesos relacionados con el cáncer. Una de ellas llevaba casi dos décadas planteando un misterio a los investigadores.
Se trata de Bacteroides fragilis, una bacteria presente en el intestino de numerosas personas. Algunas de sus cepas producen una toxina que deteriora la barrera protectora del colon, desencadena inflamación y puede favorecer la formación de tumores. Lo que los científicos desconocían era cómo conseguía iniciar ese ataque.
Ahora, un equipo liderado por la Universidad Johns Hopkins identificó la pieza que faltaba: una proteína de nuestras propias células que funciona como punto de entrada para la toxina. El descubrimiento, publicado en Nature, también permitió desarrollar una estrategia experimental que protegió a ratones del daño intestinal provocado por la bacteria.
Una proteína del intestino era la puerta que necesitaba la bacteria para atacar
Desde 2009, los investigadores sabían que determinadas cepas de Bacteroides fragilis podían estimular la formación de tumores mediante una toxina conocida como BFT. Sin embargo, faltaba identificar cómo se adhería a las células del colon para comenzar a dañarlas.
El equipo encontró la respuesta utilizando CRISPR, una tecnología de edición genética que permite desactivar genes y estudiar qué función cumplen. Los científicos fueron eliminando genes en células intestinales para descubrir cuáles resultaban indispensables para la acción de la toxina. Una proteína destacó por encima de las demás: claudina-4. Su función habitual es ayudar a mantener unidas las células del epitelio intestinal, formando parte de la barrera que separa el contenido del intestino de los tejidos internos.
Cuando los investigadores desactivaron el gen responsable de producirla, la toxina dejó de adherirse a las células. En consecuencia, ya no podía atacar otra proteína esencial, llamada E-cadherina, que contribuye a mantener la integridad del tejido. Según explicó Johns Hopkins Medicine en su comunicado oficial, el hallazgo sorprendió al equipo porque esperaban encontrar un receptor relacionado con señales celulares, no una proteína estructural de las uniones entre células.
Los científicos crearon una trampa molecular que consiguió detener la toxina
Identificar la claudina-4 abrió una posibilidad inesperada. Si la toxina necesitaba unirse a esa proteína para atacar el intestino, quizá fuera posible ofrecerle un objetivo falso que la atrapara antes de alcanzar las células.
Los investigadores desarrollaron una proteína soluble que incorporaba partes de la claudina-4. Su función era actuar como señuelo: atraer la toxina BFT y evitar que se uniera a su receptor natural. La estrategia funcionó en experimentos con ratones. La toxina quedó atrapada en las proteínas señuelo y los animales mostraron protección frente al daño intestinal que normalmente provocaría.
Para confirmar el mecanismo, el equipo colaboró con especialistas de Harvard Medical School y del Instituto de Biología Molecular de Barcelona, perteneciente al CSIC. Los investigadores españoles contribuyeron a demostrar que la toxina y la claudina-4 podían formar un complejo molecular estable. El estudio original propone que esta interacción podría convertirse en un objetivo para desarrollar fármacos capaces de impedir determinados efectos perjudiciales de la bacteria.
El descubrimiento podría abrir una nueva vía contra el cáncer de colon
La importancia del hallazgo está en comprender uno de los mecanismos por los que ciertas bacterias intestinales contribuyen a crear condiciones favorables para la aparición de tumores. Pero hay diferencias importantes entre los resultados experimentales y una futura aplicación médica. Los investigadores demostraron que podían bloquear el daño producido por la toxina en ratones, no que hubieran desarrollado un tratamiento capaz de prevenir o curar el cáncer de colon en personas.
Tampoco significa que tener Bacteroides fragilis implique necesariamente un riesgo elevado de cáncer. Solo determinadas cepas producen la toxina BFT, y la enfermedad colorrectal depende de múltiples factores genéticos, ambientales y relacionados con el estilo de vida.
Todavía falta determinar cómo convertir el señuelo molecular en un compuesto seguro y eficaz, comprobar sus efectos a largo plazo y evaluar si bloquear la toxina puede reducir efectivamente la formación de tumores.
Aun así, el descubrimiento resuelve una pregunta que permanecía abierta desde hacía casi veinte años. Y demuestra que comprender cómo interactúan las bacterias con nuestras células podría ofrecer nuevas herramientas para combatir enfermedades que hasta ahora se estudiaban principalmente desde la genética humana.
