Premio Princesa de Asturias a los científicos que determinaron como se comunican las bacterias con el entorno

¿Cómo es posible que las bacterias interactúen con el entorno si no tienen órganos que lo detecten como los ojos o los oidos? ¿Cómo es posible que sepan cuántas tienen alrededor y, si ven que hay demasiadas, dejen de reproducirse por citosis? ¿De qué manera se comunican las que forman la microbiota intestinal con el cuerpo humano?

Estas y otras muchas preguntas se hicieron los galardonados en este 2023 con el Premio Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica 2023, los biólogos estadounidenses Jeffrey I. Gordon y Peter Greenberg y la bioquímica, también estadounidense, Bonnie L. Bassler.

Jeffrey I. Gordon ha sido el pionero en el estudio del microbioma humano, el conjunto de microorganismos que habitan nuestro intestino (decenas de billones: varias veces más que el total de nuestras propias células) y su influencia en la salud humana, no solo en la nutrición, la digestión y el metabolismo (diabetes, obesidad, malnutrición) sino también en el desarrollo neurológico e inmunitario de niños y jóvenes. “Gordon utilizó ratones transgénicos para demostrar que la diferenciación de las células epiteliales intestinales estaba condicionada por señales ambientales y que Bacteroides thetaiotaomicron, es responsable de la producción de polisacáridos en las células del intestino”, explica la Fundación Princesa de Asturias en el comunicado a la prensa en la que dio a conocer el galardón.

Demostró así la importancia de las relaciones de intercambio de nutrientes entre la microbiota y el huésped. Impulsó el Proyecto Microbioma Humano, que ha permitido cifrar en unas 10.000 las especies que forman la microbiota y secuenciar el genoma de más de un centenar de ellas hasta ahora. Más tarde se centró en el papel del microbioma en el desarrollo de enfermedades como la obesidad y la diabetes, ofreciendo un nuevo enfoque en el tratamiento de la malnutrición en niños y sus consecuencias en el desarrollo, que depende no solo de la dieta sino también de la adquisición de un microbioma sano. Por ello, propone los trasplantes de microbiota como un tratamiento innovador para mejorar el estatus nutricional de las poblaciones.

Bonnie Bassler y Everett Peter Greenberg son pioneros en el estudio de la comunicación entre bacterias mediante la emisión de ciertas sustancias, y de cómo la formación de grandes grupos genera un comportamiento diferente al que tienen cuando están aisladas. Es lo que se denomina quorum sensing (término acuñado por Greenberg en un artículo científico de 1994). A partir de algunas publicaciones previas del fenómeno, Bassler y Greenberg, por separado, contribuyeron a entenderlo y demostrar su mecanismo. Cada especie bacteriana tiene una molécula propia (un idioma) que secretan y que reconocen solo las de su especie, de manera que saben cuándo hay otras alrededor y tienden a formar una comunidad (el quorum) que regula la expresión de algunos genes. En la década de los ochenta, Greenberg descubrió que la bacteria bioluminiscente Vibrio fischeri solo producía luz cuando formaba grandes grupos y que sus miembros se coordinaban mediante una señal química.

'Quorum sensing'

Bassler estudió, a partir de 1990, el fenómeno en la bacteria Vibrio harveyi y desentrañó los mecanismos moleculares del quorum sensing. También descubrió que las bacterias pueden emitir y recibir otras sustancias para comunicarse entre diferentes especies y que hay una universal: “el esperanto de las lenguas bacterianas”, en sus propias palabras. La comunicación bacteriana es importante como parte de la microbiota de nuestro organismo y por su papel en las infecciones, en las que hay una etapa de baja actividad hasta que se forma un grupo numeroso, como si esperaran a acumular fuerzas, y entonces realizan un ataque masivo al organismo.

A partir de ese fenómeno, se están desarrollando moléculas antagonistas de esas sustancias para interferir en la comunicación como una posible vía antimicrobiana para bacterias resistentes a los antibióticos, cuya eficacia en ratones ya ha sido demostrada en laboratorio.

Los galardones

Los Premios Princesa de Asturias están destinados, según señala su Reglamento, a galardonar “la labor científica, técnica, cultural, social y humanitaria realizada por personas, instituciones, grupos de personas o de instituciones en el ámbito internacional». Conforme a estos principios, el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica se concederá a «labor de cultivo y perfeccionamiento de la investigación, descubrimiento y/o invención en las matemáticas, la astronomía y la astrofísica, la física, la química, las ciencias de la vida, las ciencias médicas, las ciencias de la Tierra y del espacio y las ciencias tecnológicas, así como de las disciplinas correspondientes a cada uno de dichos campos y de las técnicas relacionadas con ellas”.

En esta edición concurría al galardón de Investigación Científica y Técnica un total de 40 candidaturas de 16 nacionalidades. La candidatura ganadora fue propuesta por Philip L. Felgner, Premio Princesa de Asturias en 2021

El jurado estuvo presidido por Pedro Miguel Echenique Landiríbar e integrado por Jesús del Álamo, Alberto Aparici Benages, Juan Luis Arsuaga Ferreras, Avelino Corma Canós, Miguel Delibes de Castro, Sandra Myrna Díaz, Clara Grima Ruiz, Bernardo Hernández González, Jerónimo López Martínez, Inmaculada Martínez Rubio, Amador Menéndez Velázquez, Concepción Alicia Monje Micharet, Ginés Morata Pérez, Inés Rodríguez Hidalgo, María Teresa Telleria Jorge, María Vallet Regí, María Paz Zorzano Mier y Cristina Garmendia Mendizábal (secretaria).

Este ha sido el séptimo de los ocho Premios Princesa de Asturias que se conceden este año, en que cumplen su cuadragésima tercera edición. Anteriormente, fueron otorgados el Premio Princesa de Asturias de las Artes a la actriz estadounidense Meryl Streep, el de Comunicación y Humanidades al profesor, escritor y filósofo italiano Nuccio Ordine, el de Ciencias Sociales a la historiadora francesa Hélène Carrère d'Encausse, el de los Deportes al atleta keniano Eliud Kipchoge, el de las Letras al escritor japonés Haruki Murakami y el de Cooperación Internacional a la Iniciativa Medicamentos para Enfermedades Desatendidas. La próxima semana se fallará el Premio Princesa de Asturias de la Concordia.