Hallazgo clave contra las superbacterias: una enzima bacteriana usa la vitamina C para neutralizar nuestras defensas
Los científicos han descubierto que Pseudomonas aeruginosa, una de las superbacterias más peligrosas, convierte la vitamina C en un escudo químico capaz de bloquear los ataques del sistema inmune. Este mecanismo oculto pone en la diana un punto débil que podría aprovecharse para desarrollar nuevos tratamientos contra las infecciones resistentes.
Por Enrique Coperías
Una nueva evidencia científica revela que la bacteria hospitalaria Pseudomonas aeruginosa aprovecha la vitamina C para activar una enzima que neutraliza los ataques oxidativos del sistema inmunitario. La investigación aporta pistas esenciales para diseñar futuros antibióticos dirigidos. Ilustración generada con Copilot
En el duelo microscópico que libran nuestras defensas contra las bacterias, la victoria no siempre está del lado del sistema inmunitario. Algunas especies patógenas han perfeccionado sofisticadas estrategias para resistir los ataques oxidativos, una de las armas químicas clave de los glóbulos blancos.
Ahora, un equipo internacional de investigadores ha descubierto con detalle una de estas tácticas: una enzima de la Pseudomonas aeruginosa, una de las bacterias hospitalarias más problemáticas, es capaz de usar la vitamina C para regenerarse y seguir neutralizando los compuestos oxidantes que deberían destruirla.
El estudio, publicado en la revista Redox Biology, desentraña la estructura, el funcionamiento químico y el papel biológico de LsfA, una peroxirredoxina bacteriana de tipo 1-Cys. Este grupo de enzimas actúan como escudos moleculares frente a los peróxidos, sustancias muy reactivas que forman parte del arsenal ofensivo del sistema inmune.
La LsfA ya se había identificado como un factor de virulencia, pero ahora queda claro que su eficacia para desactivar peróxidos es extraordinaria y, sobre todo, que depende de un aliado inesperado: el ácido ascórbico, o sea, la vitamina C.
Por qué la «Pseudomonas aeruginosa» es tan peligrosa en hospitales
La Pseudomonas aeruginosa es una vieja conocida en hospitales de todo el mundo y uno de los microbios que integran la lista de las bacterias farmacorresistentes más peligrosas para la salud humana elaborada por la Organización Mundial de la Salud (OMS). Esta bacteria aeróbica y gramnegativa, puede infectar desde pacientes con quemaduras hasta personas con fibrosis quística o sistemas inmunitarios debilitados. Su presencia en la lista de superbacterias resistentes de la OMS no es casual: desarrolla resistencias con rapidez y posee un arsenal muy completo de sistemas defensivos.
Entre ellos, cabe mencionar las peroxirredoxinas, que ocupan un lugar destacado en los escudos de las bacterias contra las defensas de nuestro organismo. Estas enzimas neutralizan el peróxido de hidrógeno o agua oxigenada (H₂O₂) y otros peróxidos generados por las células fagocitarias —los macrófagos y los neutrófilos— durante la llamada explosión respiratoria, un mecanismo diseñado para destruir a los invasores mediante especies reactivas del oxígeno y del nitrógeno.
La LsfA pertenece a la subfamilia Prx6, que se caracteriza por su flexibilidad estructural y por un mecanismo químico particular en el que solo interviene un residuo de cisteína. Aunque estos detalles suenen técnicos, definen la velocidad y la resistencia con que la enzima puede enfrentarse a los peróxidos. Y en el caso de la LsfA, esas capacidades están muy por encima de lo habitual.
LsfA: la enzima que desactiva los ataques oxidativos del sistema inmune
El equipo de investigación midió la reactividad de LsfA frente a distintos peróxidos —entre ellos, el peroxinitrito, el H₂O₂ y el tert-butil hidroperóxido— y descubrió que la enzima actúa con una eficiencia de vértigo. Sus tasas de reacción con el peroxinitrito y el agua oxigenada se sitúan en torno a 20–30 millones de moléculas por segundo.
Esta rapidez le permite competir de forma directa con los objetivos naturales de estos oxidantes dentro de la célula bacteriana y protegerlos de daños que serían letales.
Aún más interesante resulta su resistencia a la hiperoxidación, un proceso que inutiliza a muchas peroxirredoxinas cuando la concentración de peróxidos es alta. La LsfA soporta este desgaste químico mucho mejor que otras enzimas de su familia: para hiperoxidarla se requieren condiciones mucho más extremas. Ese detalle puede marcar la diferencia cuando la bacteria se enfrenta a las ráfagas oxidativas de los macrófagos.
El enigma del «reductor» y la solución inesperada
Pero una peroxirredoxina no funciona solo oxidándose. Tras neutralizar un peróxido, la cisteína de su centro activo queda temporalmente oxidada. Para seguir realizando su función, la proteína debe ser reducida, es decir, debe recuperar su forma activa. La mayoría de enzimas de este tipo se reactivan gracias a tioles celulares, como el sistema tioredoxina y el glutatión. Sin embargo, la LsfA parecía no depender de ninguno de ellos.
El nuevo estudio confirma este comportamiento inusual: varios sistemas reductores clásicos de la Pseudomonas aeruginosa fueron incapaces de regenerar la enzima. Solo uno funcionó, y a gran velocidad: la vitamina C.
El hallazgo es sorprendente. Aunque se sabía que el ácido ascórbico puede reducir ciertos sulfenatos, no existían pruebas sólidas de que actuara como reductor fisiológico de las peroxirredoxinas bacterianas. Los autores incluso observaron, mediante simulaciones de acoplamiento molecular, cómo la vitamina C encaja en la zona del centro activo de LsfA, guiada por una superficie muy cargada positivamente.
En palabras de Luis Netto, investigador del Departamento de Genética y Biología Evolutiva del Instituto de Biociencias, en la Universidad de São Paulo (Brasil), y autor principal del estudio, «ese encaje no es estable ni duradero, pero la orientación es perfecta para que la vitamina C regenere químicamente el estado activo de la enzima». En otras palabras, la bacteria secuestra vitamina C del entorno, la introduce en su citoplasma y la utiliza como reductor molecular de su escudo antioxidante.
Micrografía electrónica de barrido de la bacteria Pseudomonas aeruginosa, un microbio oportunista y uno de los agentes patógenos más comunes asociados con infecciones nosocomiales, es decir, infecciones adquiridas en el hospital. Cortesía: Janice Haney Carr
La investigación muestra visualmente cómo la vitamina C impulsa la defensa bacteriana
La conexión con el sistema inmune es evidente. Los macrófagos, los neutrófilos y los linfocitos acumulan vitamina C hasta alcanzar concentraciones muy elevadas. La bacteria, según sugieren los autores, podría aprovechar esta reserva ajena como fuente de un reductor que no sabe fabricar por sí misma.
El trabajo demuestra que la Pseudomonas aeruginosa efectivamente internaliza ascorbato y que este acelera la eliminación de H₂O₂ dentro de la célula, siempre que LsfA esté presente.
Para mostrarlo, utilizaron un sensor fluorescente llamado Hyper7, capaz de informar en vivo del nivel de oxidación intracelular, y comprobaron que las células mutantes sin LsfA mostraban niveles de H₂O₂ persistentemente altos, mientras que las que tenían LsfA recuperaban el equilibrio redox mucho antes si había vitamina C disponible.
Implicaciones para la virulencia y posibles aplicaciones médicas
Dado que la LsfA aumenta la capacidad de la Pseudomonas aeruginosa para resistir el ataque de los fagocitos, su funcionamiento está directamente relacionado con la virulencia bacteriana. Mutantes incapaces de producirla presentan mayor sensibilidad al estrés oxidativo y son menos eficaces infectando macrófagos y modelos animales.
La dependencia de la enzima respecto al ascorbato abre nuevas preguntas y también oportunidades:
✅ Por un lado, revela que la vitamina C puede reforzar involuntariamente las defensas de la Pseudomonas aeruginosafrente al sistema inmunitario, aunque también se sabe que el ascorbato afecta negativamente a la formación de biopelículas, a la señalización de percepción de quorum —un mecanismo mediante el cual las bacterias regulan la expresión de sus genes en función de la densidad celular— y a otros procesos de virulencia.
✅ Por otro lado, la inusual geometría electrostática del centro activo de la LsfA —distinta de la de sus equivalentes en mamíferos— podría inspirar futuros inhibidores selectivos, una vía especialmente valiosa en tiempos de resistencia antimicrobiana.
Un talón de Aquiles inesperado en una superbacteria
El trabajo no solo revela con precisión el mecanismo bioquímico de la LsfA, sino que resuelve por primera vez la estructura cristalográfica de una peroxirredoxina de la Pseudomonas aeruginosa.
Este avance estructural es esencial para diseñar moléculas que inhabiliten específicamente a la enzima sin interferir con las peroxirredoxinas humanas, según Netto y sus colegas.
Mientras los antibióticos tradicionales pierden eficacia, apuntar a los sistemas antioxidantes bacterianos —en lugar de atacar directamente su crecimiento— se perfila como una estrategia prometedora. Y la LsfA, con su inesperada dependencia de la vitamina C, podría ser uno de esos talones de Aquiles bioquímicos que ayuden a inclinar la balanza de nuestro lado en esta carrera armamentística microscópica. ▪️
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Fuente: Rogerio L. Aleixo-Silva, Renato M. Domingos, Madia Trujillo, Fernando Gomes, Luciene O. Machado, Cristiano L. P. Oliveira, Regina Baldini, Luis E. S. Netto. Interaction between 1-Cys peroxiredoxin and ascorbate in the response to H2O2 exposure in Pseudomonas aeruginosa. Redox Biology (2025). DOI: https://doi.org/10.1016/j.redox.2025.103658.
