Cómo puede la luz suprimir la virulencia de un patógeno resistente a los antibióticos

Escrito originalmente por Matt Wood, Universidad de Chicago, el 20 de enero de 2026, y publicado en phys.org

editado por Stephanie Baum, reseñado por Robert Egan

La luz es un estímulo universal que influye en todos los seres vivos. Los ciclos de luz y oscuridad ayudan a establecer los relojes biológicos de organismos que van desde bacterias unicelulares hasta seres humanos. Algunas bacterias utilizan la fotosíntesis para convertir la luz solar en energía, igual que las plantas, pero otras detectan la luz para funciones menos conocidas.

 

Pseudomonas aeruginosa es una bacteria resistente a los antibióticos que se sabe que causa infecciones difíciles de tratar en pacientes hospitalizados. Crédito: Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades

En 2019, Sampriti Mukherjee, Ph.D., y su equipo en la Universidad de Chicago descubrieron que la luz roja lejana, parte del espectro de luz cerca del infrarrojo, impide la formación de biopelículas por parte del patógeno humano Pseudomonas aeruginosa.

Las biopelículas se forman cuando comunidades bacterianas se agrupan y se adhieren a superficies como dispositivos médicos o tejidos. Pseudomonas aeruginosa es una bacteria resistente a los antibióticos, normalmente presente en el suelo y el agua, que se sabe que causa infecciones difíciles de tratar en pacientes hospitalizados, especialmente aquellos con sistemas inmunitarios debilitados, enfermedades pulmonares o heridas grandes como quemaduras. Averiguar cómo evitar que este patógeno forme biopelículas podría ayudar a tratar estas infecciones peligrosas.

Nuevas investigaciones sobre sistemas de fotodetección

En un estudio publicado recientemente en Nature Communications, el equipo de Mukherjee ha aprendido más sobre cómo la luz afecta a su comportamiento. Demuestran que una pequeña proteína desencadena una cascada fotosensible que activa genes para suprimir biopelículas y virulencia en Pseudomonas aeruginosa. Este sistema fotosensible también está presente en otras bacterias de Pseudomonas, lo que sugiere que tiene más funciones por descubrir.

"La fotodetección en bacterias no fotosintéticas es un terreno tan poco explorado", dijo Mukherjee, profesor adjunto en el Departamento de Genética Molecular y Biología Celular. "Encontramos un nuevo sistema de señalización en esta bacteria y está conectado a biofilms y virulencia. También está presente en otras pseudomónadas, así que nos da la oportunidad de traducir nuestros hallazgos y posiblemente aprender a suprimir infecciones."

Comprensión del mecanismo de respuesta de la luz

Durante la pandemia de COVID-19, puede que haya visto noticias sobre la utilización de tecnología para iluminar con luz azul o ultravioleta las habitaciones de hospital para eliminar virus y bacterias. Aunque la luz roja lejana no es tóxica para las bacterias de la misma manera, sí actúa como señal.

Mukherjee y su equipo querían entender mejor cómo Pseudomonas aeruginosa utilizaba la luz para suprimir biofilms, así que adjuntaron un gen luciferasa informante que produce su propia luz a un promotor de los genes que producen factores de virulencia. Cuando expusieron la bacteria a luz roja lejana, el gen informante no se activó, lo que significa que esos genes no se expresaron. También diseñaron una versión de la bacteria con mutaciones para interrumpir la cascada fotosensible y observaron que producía más factores de virulencia.

Durante esos cribados, Dimitrios Manias, estudiante de posgrado en el laboratorio de Mukherjee y autor principal del estudio, identificó un nuevo gen desconocido que se expresaba cuando iluminaban bacterias con luz roja lejana. Este gen codifica una pequeña proteína llamada DimA situada entre las capas interna y externa de la membrana celular de la bacteria, que parece iniciar una cadena de procesamiento proteico que activa los factores de transcripción que, en última instancia, suprimen las biopelículas y la virulencia.

"Ahora tenemos un regulador positivo del sistema, así que puede imaginarse una situación en la que podríamos sobreexpresar artificialmente esta pequeña proteína y ver si podemos evitar la formación de biofilmes", explicó Mukherjee.

Posibles implicaciones e investigaciones futuras

El equipo también encontró varios genes desconocidos que fueron activados por la luz, lo que sugiere que esta cascada fotosensible podría tener otros usos en especies de Pseudomonas. Mukherjee planteó la hipótesis de que podría ser un mecanismo para controlar las respuestas a la luz que varía de forma natural. En el suelo, por ejemplo, las bacterias situadas en las raíces de las plantas podrían detectar su profundidad por la cantidad de luz. Las bacterias infecciosas dentro de los pulmones de un paciente hospitalario podrían prosperar y formar biopelículas en ausencia de luz.

El equipo de Mukherjee quiere aprender más sobre el papel de la pequeña proteína DimA y los muchos otros genes activados por la luz.

"La luz es variable por naturaleza, así que puedes tener cobertura de nubes, por ejemplo, y quizás la bacteria no quiera dejar de hacer fotodetección inmediatamente", dijo. "Pero entonces, si ya no entra luz, tampoco quiere que los genes fotosensibles funcionen para siempre, así que para. Esto podría ser como un modelo de reloj de arena donde el proceso se va agotando poco a poco con la luz."

Detalles de publicación

Dimitrios Manias et al, A light-induced microprotein triggers regulated intramembrane proteolysis to promote photo-sensing in a pathogenic bacterium, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-66862-x

Información de la revista: Nature Communications

Proporcionado por la Universidad de Chicago

Artículo original