Un síntoma característico de la tuberculosis pulmonar y un importante mecanismo de transmisión de la enfermedad es una tos persistente, a veces con sangre. La gran mayoría de las infecciones por Mycobacterium tuberculosis (Mtb) se adquieren por el contacto con personas activamente infectadas que tosen.

Hipótesis anteriores sobre el mecanismo de la tos en la tuberculosis puso de relieve el papel de la irritación pulmonar inducida por la infección y la producción de mediadores inflamatorios. Sin embargo, esto nunca se ha demostrado definitivamente.

Conejillos de indias

Para abordar esta brecha, un equipo de científicos de la Universidad de Texas Southwestern decidió examinar una teoría diferente. Los investigadores especularon que el agente bacteriano que causa la tuberculosis podría producir por sí mismo una sustancia que activa los nervios de las vías respiratorias responsables de hacer toser a alguien, promoviendo así la propagación de la enfermedad.

Para probar esta idea, el equipo se basó en conejillos de indias, un animal de laboratorio utilizado frecuentemente para estudiar tanto la tuberculosis como la tos. Aunque estos animales se han utilizado como modelo experimental para la infección de tuberculosis durante más de un siglo, no estaba claro si la enfermedad los hace toser.

La tuberculosis es responsable de la muerte de más de 1,5 millones de personas al año en todo el mundo.

Para responder a esta pregunta, los investigadores colocaron a los animales infectados con tuberculosis en cámaras especiales que registraban los cambios de presión y volumen causados por la tos, encontrando que efectivamente los animales tosían, y lo hacían mucho más los infectados con tuberculosis.

Para determinar si la bacteria Mtb produce una sustancia que pueda desencadenar la tos, el equipo aisló y probó varios componentes, tratando de determinar si podían hacer que los conejillos de indias tosieran, y si las células nerviosas sensibles al dolor cultivadas en el laboratorio –el tipo de célula responsable de estimular la tos en los pulmones– se comportarían como si se activaran para inducir tos.

Una molécula que induce la tos

Después de una serie de experimentos, el equipo finalmente identificó la molécula de grasa de la superficie de la célula micobacteriana conocida como sulfolípido-1 (SL-1) como la principal molécula que activó las neuronas cultivadas en el laboratorio.

Esta respuesta también se produjo en las células nerviosas sensibles al dolor en los humanos, lo que sugiere que el SL-1 y su función se han conservado a través de la evolución entre las diferentes especies de mamíferos.

Un síntoma característico de la tuberculosis pulmonar y un importante mecanismo de transmisión de la enfermedad es una tos persistente, a veces con sangre.

Para demostrar que el SL-1 es el culpable de la tos, los investigadores infectaron a los conejillos de indias con una cepa genéticamente alterada de la Micobacteria tuberculosis que no podía producir SL-1. Estos animales desarrollaron todos los síntomas típicos de la tuberculosis, pero no tosieron, lo que llevó al equipo de investigación a concluir que el SL-1 es fundamental para desencadenar la tos durante la infección de tuberculosis.

Estos hallazgos sugieren que las bacterias causantes de la tuberculosis producen SL-1 principalmente para estimular el reflejo de la tos con el fin de propagar las micobacterias de las personas infectadas a las sanas.

Aunque se trata de hallazgos que requieren ser confirmados en humanos, los científicos podrían desarrollar una forma de prevenir la transmisión, ya sea contrarrestando el SL-1 o impidiendo su producción.

En última instancia, señalan los autores del estudio, estos hallazgos podrían fundamentar nuevas formas de prevenir la propagación de la tuberculosis, que es responsable de la muerte de más de 1,5 millones de personas al año en todo el mundo.

Referencia: Mycobacterium tuberculosis Sulfolipid-1 Activates Nociceptive Neurons and Induces Cough. Cell, 2020. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.026