Estado viable pero no cultivable

Se solía pensar que una célula bacteriana estaba muerta si no se podía cultivar en un medio de cultivo. Viable pero no cultivable (VBNC) es un estado en el que las bacterias a veces no crecen en los medios de cultivo, pero siguen siendo viables gracias a la integridad de la membrana exterior y tienen la capacidad de seguir creciendo a medida que cambia la temperatura. El VBNC ha sido descrito para más de 50 especies de bacterias. Hay varios mecanismos por los cuales las bacterias no crecen en ciertos medios nutritivos, pero sí en otras superficies. Una de ellas es la inhibición del crecimiento dependiente del contacto. El mecanismo no se entiende bien.

Inhibición del crecimiento dependiente del contacto

Otro fenómeno observado es que el crecimiento celular está controlado por el contacto directo entre las células a través del sistema de secreción de dos parejas (TPS) CdiA-CdiB. El CdiA-CdiB está presente en ciertas cepas de E. coli y las proteínas homólogas se encuentran en muchas especies bacterianas. Por homología con otros sistemas de TPS, la CdiB parece ser una proteína de la membrana exterior necesaria para el transporte y el ensamblaje de la CdiA en la superficie de la célula. El receptor CDI ha sido identificado como BamA, también conocido como YaeT, que es una proteína de membrana exterior esencial y altamente conservada, necesaria para la biogénesis de las proteínas de barril beta en las bacterias Gramnegativas. Junto con un bloqueo en el crecimiento celular, el CDI induce reducciones significativas en la respiración, el impulso de protones y los niveles de ATP. El mecanismo por el cual la interacción con el BamA en la superficie de la célula regula el metabolismo hacia abajo no está claro, pero puede estar relacionado con la proteína de membrana interna AcrB, resistente a múltiples fármacos, ya que los mutantes de AcrB son resistentes al CDI. Una posibilidad es que el CdiA interactúe con el AcrB a través del BamA para modular su actividad. El AcrB utiliza la fuerza motriz de los protones para acoplar la importación y la exportación de pequeñas moléculas tóxicas. Así, el CdiA podría inducir al AcrB a abrir su canal de protones para dispersar la fuerza motriz de los protones. A continuación, se presenta este modelo especulativo para el mecanismo de la ICD.

Diferentes expresiones genéticas podrían estar implicadas en los cambios dependientes del contacto en el metabolismo y el crecimiento de las bacterias. Sin embargo, hay otro aspecto del mecanismo de la CDI. Hay un marco abierto que se superpone con el CdiA, que codifica una pequeña proteína llamada CdiI que proporciona inmunidad al CDI. La expresión genética del CdiI en una célula objetivo protege contra las células inhibidoras del CDI+. La pequeña proteína CdiI también protege a las células CDI+ de inhibir su propio crecimiento. Se ha sugerido que el CDI podría ser un mecanismo de contra vigilancia que permite a las bacterias esconderse en el tejido del huésped porque están metabólicamente reguladas a la baja. También se ha sugerido que las células CDI sirven como un mecanismo de guerra bacteriana al inhibir el crecimiento de las células vecinas.