Adhesina

Qué es una adhesina

En microbiología, el término adhesina designa cualquier componente de la superficie celular bacteriana capaz de mediar la unión del microorganismo a un sustrato biológico o inerte. Procede del latín adhaerēre (pegarse, adherirse), raíz compartida con «adhesión» y «adherencia», a la que se añade el sufijo -ina, habitual en la nomenclatura de proteínas y sustancias biológicas. El concepto se consolidó en la microbiología molecular a partir de los años setenta, cuando los trabajos sobre fimbrias de Escherichia coli demostraron que la capacidad de una bacteria para adherirse al epitelio no era un fenómeno pasivo sino un proceso mediado por proteínas con especificidad de receptor.

Sin adhesinas funcionales, la mayoría de los patógenos no pueden resistir los mecanismos de arrastre del huésped: el flujo urinario, el peristaltismo intestinal o el batido ciliar del epitelio respiratorio los eliminarían antes de que llegaran a multiplicarse. La unión adhesina-receptor es, por tanto, condición previa a casi todos los pasos posteriores de la patogenicidad bacteriana.

Adhesinas fimbriales y adhesinas de superficie

La clasificación más extendida distingue dos grandes grupos según la localización de la molécula.

Adhesinas fimbriales. Se sitúan en el extremo distal de las fimbrias (también llamadas pili comunes), apéndices proteicos filamentosos de 3 a 10 nanómetros de diámetro que se proyectan desde la superficie bacteriana. En las enterobacterias gramnegativas, la proteína adhesiva propiamente dicha suele ocupar la punta de la estructura, no el cuerpo del filamento. El ejemplo más estudiado es FimH, una lectina de unos 30 kDa que reconoce residuos de manosa en las glicoproteínas del urotelio y explica el tropismo de E. coli uropatógena por la vejiga.

Adhesinas no fimbriales (afimbriales). Son proteínas integrales de la membrana externa o componentes de la pared celular que median la unión sin necesidad de un apéndice filamentoso. En bacterias grampositivas, donde las fimbrias son menos frecuentes, las adhesinas suelen ser proteínas ancladas al peptidoglicano. Staphylococcus aureus, por ejemplo, posee una familia de adhesinas conocidas como MSCRAMM (del inglés microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules), capaces de unirse a fibronectina, colágeno o fibrinógeno del tejido conjuntivo del huésped. Otra categoría relevante la forman los autotransportadores triméricos de bacterias gramnegativas, como YadA de Yersinia o BadA de Bartonella henselae.

Especificidad de receptor y tropismo tisular

Cada adhesina reconoce un repertorio limitado de moléculas en la superficie del huésped: carbohidratos del glicocáliz, proteínas de la matriz extracelular o antígenos de membrana. Esa selectividad determina en buena medida el tropismo del patógeno, es decir, a qué tejidos puede fijarse y, en consecuencia, qué tipo de infección produce. FimH dirige a E. coli hacia el tracto urinario; la proteína F de Streptococcus pyogenes se une a la fibronectina del epitelio faríngeo; las adhesinas FHA y pertactina de Bordetella pertussis facilitan la colonización del árbol bronquial.

La interacción no siempre es rígida. Algunas adhesinas exhiben lo que se conoce como «enlace de captura» (catch bond): la fuerza de unión aumenta, paradójicamente, cuando el flujo del medio tracciona la bacteria. Es un fenómeno bien documentado en las fimbrias tipo 1 de E. coli, donde la tensión mecánica sobre FimH refuerza su anclaje a la manosa en lugar de debilitarlo.

Interés biomédico

Dado que la adherencia es el paso obligado para que un patógeno se establezca, las adhesinas despiertan un interés considerable como dianas de intervención. Tres líneas de investigación acumulan trabajo desde los años noventa: el diseño de vacunas antiadhesina (la propia E. coli uropatógena ha sido objeto de ensayos con FimH purificada en modelos animales), la búsqueda de análogos de receptor que compitan con la unión natural del patógeno, y el desarrollo de recubrimientos antiadherentes para dispositivos médicos implantables. La vacuna acelular contra la tosferina incluye ya, de hecho, las adhesinas FHA y pertactina entre sus componentes.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra adhesina?

Del latín adhaerēre, que significa pegarse o quedarse unido a algo, con el sufijo -ina propio de la nomenclatura bioquímica para proteínas y sustancias biológicas. El término se afianzó en la literatura microbiológica a partir de la década de 1970, cuando se caracterizaron las primeras proteínas de unión específica en las fimbrias bacterianas.

¿Es lo mismo una adhesina que una fimbria?

No. La fimbria es la estructura filamentosa completa, formada por centenares o miles de subunidades proteicas. La adhesina, en sentido estricto, es la proteína situada en la punta de esa estructura que establece el contacto molecular con el receptor del huésped. Existen además adhesinas que no forman parte de ninguna fimbria, las llamadas adhesinas afimbriales o de superficie.

¿Todas las bacterias poseen adhesinas?

Depende. Las bacterias patógenas suelen expresar adhesinas bien caracterizadas que les permiten colonizar tejidos específicos del huésped. Las comensales también pueden portar moléculas de adhesión, aunque su función se orienta más a la colonización estable de nichos como la mucosa intestinal que a la invasión tisular. En bacterias de vida libre sin relación con un huésped, la adhesión a sustratos inertes depende de mecanismos fisicoquímicos más genéricos.

¿Se pueden usar las adhesinas como vacunas?

Sí, y ya se hace. Tres de los cuatro componentes proteicos de las vacunas acelulares contra Bordetella pertussis son adhesinas (FHA, pertactina y, en algunas formulaciones, fimbrias tipo 2 y 3). Además, la proteína FimH de E. coli uropatógena ha sido objeto de ensayos preclínicos como candidata vacunal frente a infecciones urinarias recurrentes. Las adhesinas resultan especialmente atractivas porque están expuestas en la superficie bacteriana y son accesibles a los anticuerpos.

Referencias

1. Manual MSD (versión para profesionales). Bush LM, Vazquez-Pertejo MT. Factores que facilitan la invasión microbiana.
2. Mensa J, Vila J et al. Bases moleculares de la adherencia microbiana sobre los materiales protésicos. Enferm Infecc Microbiol Clin. 2008;26(1):48-55.
3. MedlinePlus en español (Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.). Infecciones bacterianas.
4. Ábalos C. Adhesión bacteriana a biomateriales. Av Odontoestomatol. 2005;21(1):347-353.