Escherichia coli, historia de una saga bacteriana.
Desde su descubrimiento en 1885, Escherichia coli ha demostrado ser mucho más que una simple bacteria intestinal. Dentro de su especie coexisten cepas con personalidades muy distintas, algunas han revolucionado el mundo de la biotecnología, mientras que otras son responsables de graves enfermedades. Aliada, villana e impredecible, E. coli ha dejado huella en la microbiología moderna ¿Cómo ha logrado una sola especie ser un símbolo del progreso científico y una amenaza sanitaria a la vez?
Dicen que la familia, ya sea por parentesco o por elección propia, moldea nuestra identidad, nos da un sentido de pertenencia e influencia en gran medida nuestro comportamiento. Hoy hablaremos de la historia de Escherichia coli, una bacteria perteneciente a la gran familia de las enterobacteriáceas, y de cómo a pesar de compartir rasgos con sus parientes —como la capacidad de crecer tanto en presencia como en ausencia de oxígeno o de fermentar la glucosa—, ha creado su legado en la historia de la biotecnología.
La mayoría de cepas de E. coli no son patógenas y cumplen funciones esenciales en el equilibrio de la flora intestinal de humanos y animales, ayudando a la digestión y previniendo la colonización de microorganismos perjudiciales
Escherichia coli (E. coli) forma parte de una antigua y prestigiosa saga dentro de la microbiología y la biotecnología gracias a su facilidad de cultivo y manipulación genética. Fue descubierta en 1885 por el médico alemán Theodor Escherich, al estudiar el papel de los microorganismos de la flora intestinal infantil en la digestión. Su nombre refleja tanto su descubridor como su procedencia: coli hace referencia al colon, su hábitat natural. E. coli es una bacteria gramnegativa —denominada así por su incapacidad para retener la tinción violeta en pruebas de laboratorio—, lo que significa que cuenta con una membrana externa adicional que le proporciona una barrera de protección frente a ciertos antibióticos y otros agentes externos.
Aunque la mayoría de bacterias E. coli viven pacíficamente de forma normal en el intestino de los seres humanos y otros animales de sangre caliente, se han identificado más de setecientas cepas con diferencias genéticas condicionadas por el ambiente donde se desarrollaron. Como en toda familia, hay miembros buenos cuyo valor pasa desapercibido hasta que faltan, otros temidos por todos y aquellos que pueden ser fácilmente manipulados.
La mayoría de cepas de E. coli no son patógenas y cumplen funciones esenciales en el equilibrio de la flora intestinal de humanos y animales, ayudando a la digestión y previniendo la colonización de microorganismos perjudiciales. Algunas, como E. coli K-12 y BL21, han sido domesticadas en el laboratorio para ser usadas como pequeñas fábricas de producción de proteínas con aplicaciones farmacéuticas. Su historia en este campo se inició en los años setenta, cuando Herbert W. Boyer y Stanley Cohen lograron introducir genes de interés en E. coli mediante plásmidos, pequeños vectores de ADN que permiten la producción de proteínas de interés sin necesidad de que el gen se integre en el cromosoma de la bacteria.
La ingeniería genética permitió que E. coli fabricara insulina humana de manera eficiente, revolucionando el tratamiento de la diabetes
Estos logros abrieron la puerta a la producción de proteínas a gran escala. El primer caso fue la insulina humana, cuya producción en E. coli fue aprobada en 1982. Antes de este avance, la insulina se obtenía de páncreas de animales, mayoritariamente cerdos y vacas, lo que implicaba el sacrificio de cientos de animales, bajos rendimientos y riesgo de reacciones alérgicas debido a diferencias estructurales con la insulina humana. La ingeniería genética permitió que E. coli fabricara insulina humana de manera eficiente, revolucionando el tratamiento de la diabetes. Aunque actualmente la biotecnología ha evolucionado hacia sistemas de expresión más complejos, como células de mamíferos capaces de realizar modificaciones postraduccionales de proteínas, E. coli sigue teniendo un papel fundamental gracias a su rápido crecimiento y su bajo costo de mantenimiento.
Pero, no todos los miembros de esta familia son beneficiosos. Algunas cepas han desarrollado genes de virulencia o resistencia a antibióticos, causando infecciones graves. Entre las más notorias se encuentran E. coli O157:H7, responsable de intoxicaciones alimentarias severas; E. coli enterotoxigénica, que provoca diarrea en zonas con malas condiciones sanitarias; y E. coli uropatógena, principal causante de infecciones urinarias en mujeres. Estas cepas nos recuerdan que, a veces, basta una oveja negra para empañar la reputación de todo un grupo.
Pero, como dijo Michael Corleone en El Padrino, «Mantén a tus amigos cerca, pero a tus enemigos más cerca». Siguiendo este principio, la ciencia investiga formas de modificar algunas de las cepas más problemáticas para uso terapéutico. Investigaciones exploran el uso de E. coli uropatógena atenuada en vacunas experimentales para prevenir infecciones del tracto urinario, así como el desarrollo de una vacuna basada en E. coli K1 atenuada para proteger a los recién nacidos contra la meningitis neonatal grave. De esta manera, incluso algunos de los miembros más peligrosos de esta familia podrían llegar a desempeñar un papel terapéutico en el futuro.
Aunque E. coli es solo una especie dentro de la familia enterobacteriáceas, su notoriedad la convierte en un miembro destacado, con una diversidad de cepas de personalidades muy distintas. Algunas son aliadas valiosas, otras hay que tenerlas bajo vigilancia y algunas pueden cambiar de bando según las circunstancias. En este sentido, E. coli y la familia Corleone tienen más en común de lo que parece: el destino de sus miembros depende de cómo se manejen en su entorno y la presión a la que estén sometidos. Comprender su estructura y comportamiento es clave para aprovechar su potencial y mantenerlos bajo control, minimizando así los riesgos. Al fin y al cabo, lidiar con la familia siempre es más fácil cuando conoces a sus miembros y tienes un soborno a mano por si hace falta.
Referenciass:
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