Las bacterias intracelulares obligadas representan parásitos consumados, que a menudo cooptan de forma encubierta los recursos del huésped para permitir su desarrollo y, en última instancia, la transmisión a un nuevo huésped. El éxito general de esta estrategia de supervivencia se deriva sin duda de la coevolución con los respectivos huéspedes eucariotas a lo largo de cientos de millones de años. De hecho, muchas especies de bacterias intracelulares obligadas representan patógenos capaces de tener un impacto negativo significativo en la salud humana mundial. Este vínculo con la enfermedad humana y la fascinante biología de la infección que presentan estos parásitos los convierten en temas de investigación exquisitos. A pesar del requisito absoluto de crecimiento dentro de las células eucariotas, esta clase de bacterias ha desarrollado estrategias distintas que permiten la colonización de diversos tejidos, tipos de células e incluso nichos subcelulares. Hemos reunido una colección de artículos de opinión, de revisión y de investigación primaria que profundizan en la biología, a menudo única, de las bacterias intracelulares obligadas. El lector de esta edición de temas especiales encontrará ejemplos de estrategias de virulencia empleadas por Chlamydia, Anaplasma, Ehrlichia y Rickettsia. También hemos incluido a Coxiella en nuestra consideración de bacterias intracelulares obligadas. A pesar del reciente desarrollo de un método de cultivo independiente de la célula huésped (véase la revisión de Beare et al., 2011), Coxiella burnetii sigue limitada al crecimiento intracelular en entornos naturales. Los aspectos de la biología de la infección cubierta incluyen los mecanismos de invasión de las células del hospedador, la producción y secreción de proteínas antihospedantes, la adquisición de nutrientes y la respuesta inmunitaria del hospedador. Por desgracia, la biología que hace que esta clase de microbios sea tan interesante también ha arrojado a menudo barreras que complican la investigación. Estas cuestiones también se abordan en artículos que, esperamos, señalen el camino a seguir.
La capacidad de invadir y acceder al interior de la célula huésped es de evidente importancia para las bacterias intracelulares obligadas. Sin embargo, los mecanismos precisos de adhesión e invasión siguen sin resolverse para la mayoría de las especies. Chan et al. (2010) revisan los conocimientos actuales sobre la adherencia y la invasión de Rickettsia spp. y destacan cómo la interferencia con estos eventos podría conducir a nuevos modos de prevención y tratamiento. Esto es especialmente importante, ya que la eficacia de la respuesta inmunitaria del huésped puede ser limitada en respuesta a esta clase de parásitos. Aunque el estilo de vida intracelular obligatorio protege en cierta medida a los patógenos de los mecanismos de defensa del huésped, algunas proteínas del parásito son altamente inmunogénicas. Gall et al. (2011) caracterizan las respuestas inmunitarias in vitro e in vivo a los antígenos de las clamidias, y su informe plantea preguntas sobre cómo la respuesta inmunitaria contribuye a la patología asociada a la enfermedad por clamidias.
En contraste con Rickettsia spp., el desarrollo intracelular de C. burnetii y Chlamydia spp. ocurre dentro de una vacuola parasitófora unida a la membrana. Este secuestro presenta retos únicos para estos organismos y requiere mecanismos para establecer y mantener este compartimento único. Hussain et al. (2011) investigaron las contribuciones de los factores eucariotas en la formación de la vacuola que contiene C. burnetii y presentaron pruebas de que múltiples quinasas del huésped son esenciales para la biogénesis de la vacuola. Ouellette y Carabeo (2010) profundizan en este tema y describen un ejemplo de cómo las bacterias intracelulares obligadas interactúan íntimamente con los recursos del huésped y dependen de ellos. Demuestran que las tasas de reciclaje de las vesículas que contienen transferencia son importantes para el crecimiento óptimo de las clamidias. No está claro si esta vía es necesaria para suministrar hierro, pero un informe sobre métodos de Thompson y Carabeo (2011) ilustra la importancia del hierro en el desarrollo de las clamidias y establece un método novedoso para inducir la falta de hierro durante las infecciones con bacterias intracelulares obligadas.
De forma similar al caso de sus primos facultativos, la secreción de proteínas efectoras interactivas con el hospedador representa un mecanismo significativo empleado por las bacterias intracelulares obligadas para promover la virulencia a través de la modulación de los procesos de las células del hospedador. Por lo tanto, ninguna consideración de la microbiología intracelular obligatoria estaría completa sin incluir los puntos de vista actuales sobre la secreción de proteínas y la función de las proteínas efectoras. Betts-Hampikian y Fields (2010) ofrecen una revisión exhaustiva del mecanismo de secreción de las clamidias de tipo III y destacan los hallazgos que indican adaptaciones únicas al estilo de vida intracelular obligatorio. Stone et al. (2011) amplían esta discusión en un artículo de investigación original que explora los mecanismos moleculares empleados para regular la actividad del aparato de secreción. Por último, dos artículos exploran la función de proteínas efectoras específicas. Zhong (2011) explora ampliamente el papel de las proteasas secretadas para esculpir el entorno intracelular del hospedador y, al mismo tiempo, generar una reserva de aminoácidos para su uso por el parásito, mientras que Broederdorf y Voth (2011) ofrecen un interesante comentario sobre los mecanismos antiapoptóticos de una proteína efectora de C. burnetii secretada de tipo IV.
Investigar la biología de la infección de las bacterias intracelulares obligadas suele ser un proceso complicado. En primer lugar, pueden existir barreras psicológicas que hacen que los investigadores duden incluso de llevar a cabo la investigación. Por ejemplo, Wolf (2011) describe el dilema que limita actualmente el interés por la patogénesis de Chlamydia pneumoniae. Sin embargo, la falta de un sistema genético manejable representa quizás la mayor barrera que impide un progreso significativo en la biología intracelular obligatoria. En el pasado, los estudios proteómicos rigurosos han ayudado a impulsar el progreso en ausencia de la generación de mutantes. Por ejemplo, los análisis proteómicos de Anaplasma y Ehrlichia realizados por Lin et al. (2011) ilustran cómo estos estudios pueden proporcionar información útil. Afortunadamente, el futuro parece ahora brillante para un cierto grado de manipulación genética. Beare et al. (2011) proporcionan una revisión reflexiva de los factores que han confundido los esfuerzos en el pasado y resumen los emocionantes avances en los que se ha logrado un progreso real en los análisis genéticos de las bacterias intracelulares obligadas. Es significativo que también se hayan producido avances en el históricamente intratable sistema de Chlamydia, donde ahora es posible generar mutaciones dirigidas en los genes de las clamidias. Tal y como ilustra la muestra de artículos de este número de Temas Especiales, la biología y la patogénesis de las bacterias intracelulares obligadas representa un área fértil de investigación que probablemente se ampliará rápidamente en el futuro.