Sideróforo

Qué es un sideróforo

El término procede del griego σίδηρος (sídēros), "hierro", y φέρειν (phérein), "llevar": el que transporta hierro. No es una célula, sino un quelante orgánico de pequeño tamaño (entre 500 y 1.500 daltons) que el propio microorganismo fabrica y libera al exterior. Con el siderófago, un macrófago humano cargado de hemosiderina, y con el siderocito, un glóbulo rojo con gránulos de hierro, solo comparte la raíz griega.

El hierro es indispensable para funciones tan básicas como la respiración celular o la síntesis de ADN, pero en un ambiente con oxígeno y a pH neutro se encuentra casi todo en forma de Fe³⁺ insoluble, atrapado en óxidos e hidróxidos que ningún microorganismo puede aprovechar directamente. Los sideróforos sortean ese obstáculo: forman complejos solubles con el Fe³⁺, lo arrancan de esos depósitos y lo transportan hasta receptores de la membrana externa que lo internalizan de forma activa.

Tipos principales

Se clasifican según el grupo químico que coordina el hierro. Los hidroxamatos, como la ferricromo de muchos hongos, usan grupos ácido hidroxámico. Los catecoles emplean anillos catecol, y entre ellos está la enterobactina de Escherichia coli, considerada el sideróforo de mayor afinidad por el Fe³⁺ que se conoce, con una constante de estabilidad del orden de 10⁴⁹. Existen también tipos mixtos, que combinan ambos grupos funcionales.

Cada bacteria patógena parece tener el suyo. Yersinia pestis produce yersiniabactina; Pseudomonas aeruginosa fabrica dos, pioquelina y pioverdina, esta última con mayor afinidad y considerada su sideróforo principal; Mycobacterium tuberculosis depende de la micobactina, que no necesita un sistema de transporte activo, a diferencia de las demás, porque es lo bastante liposoluble como para difundir sola a través de la membrana.

Relevancia en la virulencia bacteriana

En el organismo humano, el hierro libre prácticamente no existe: está secuestrado por la transferrina en el plasma, por la ferritina en los tejidos y por la lactoferrina en las mucosas. A ese secuestro se le llama inmunidad nutricional, y priva a la bacteria invasora de un nutriente que no puede sustituir. Los sideróforos son la respuesta microbiana: su afinidad por el hierro es tan alta que llegan a arrancarlo de las propias proteínas del huésped.

No es casual que, en los modelos experimentales, una bacteria que pierde la capacidad de producir sideróforos vea reducida su virulencia de forma drástica. El organismo tampoco se queda de brazos cruzados: proteínas como la lipocalina 2 (también llamada siderocalina) secuestran directamente algunos sideróforos bacterianos, entre ellos la enterobactina, y algunos patógenos han desarrollado variantes "sigilosas" (como la salmoquelina o la pioverdina) que escapan a ese secuestro.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra "sideróforo"?

Del griego σίδηρος ("hierro") y φέρειν ("llevar"): una molécula que lleva hierro hasta la célula que la ha fabricado. El sufijo -foro indica transporte, frente al -fago ("devorar") del siderófago.

¿Tienen aplicación médica?

Sí, como vehículo para colar antibióticos dentro de bacterias resistentes: la estrategia del "caballo de Troya sideróforo". Cefiderocol, una cefalosporina conjugada con un grupo captador de hierro, es ya un fármaco aprobado frente a gramnegativos multirresistentes.

¿Es lo mismo un sideróforo que un sideróforo "sigiloso"?

No exactamente. Un sideróforo sigiloso, como la salmoquelina, es una variante química (a menudo glicosilada) de un sideróforo común que ha evolucionado para no ser reconocida por las proteínas defensivas del huésped, en particular la lipocalina 2.

¿Qué relación tiene con el siderófago?

Ninguna funcional, solo etimológica. El sideróforo es una molécula microbiana; el siderófago es un macrófago humano. Pertenecen a mundos biológicos distintos.

Referencias

1. Peek ME, Bhatnagar A, McCarty NA, Zughaier SM. Pyoverdine, the major siderophore in Pseudomonas aeruginosa, evades NGAL recognition. Mediators of Inflammation.
2. Perry RD, Fetherston JD. Iron acquisition in plague: yersiniabactin biosynthesis by Yersinia pestis. Molecular Microbiology.
3. Klebba PE et al. Specificity and mechanism of TonB-dependent ferric catecholate uptake by Fiu. Frontiers in Microbiology.
4. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Hemocromatosis. MedlinePlus en español.