Cómo afecta la disposición de las bacterias en las biopelículas a su sensibilidad a los antibióticos

Un nuevo estudio, publicado en la revista ´PLOS Biology´, detalla la investigación realizada en la Universidad de Columbia (Estados Unidos) según la cual la disposición de las bacterias en las biopelículas afectaría su sensibilidad a los antibióticos. Este hallazgo podría allanar el camino para el desarrollo de nuevos medicamentos que se dirijan mejor a las bacterias resistentes a los antibióticos.

Tradicionalmente se imagina a las bacterias como organismos unicelulares, esparcidos escasamente sobre superficies o suspendidos en líquidos, pero en muchos entornos el verdadero modo de crecimiento bacteriano es en grupos pegajosos llamados biopelículas.

Hasta hace poco, los investigadores habían asumido que las bacterias estaban dispuestas de forma algo aleatoria en las biopelículas, en la medida en que ni siquiera pensaban en la cuestión de la estructura de las biopelículas. Pero una nueva investigación del laboratorio del profesor de biología Lars Dietrich de la Universidad de Columbia muestra que las bacterias que forman biopelículas en realidad tienen una disposición altamente estructurada dentro de esas matrices viscosas.

El artículo analizó específicamente un patógeno común e importante, llamado ´Pseudomonas aeruginosa´. El equipo utilizó microscopía electrónica de barrido y microscopía de fluorescencia junto con etiquetado celular para realizar su investigación.

Descubrieron que las células de ´P. aeruginosa´ en las biopelículas están empaquetadas a lo largo y dispuestas perpendicularmente a su sustrato de crecimiento, el material en el que viven las bacterias y que contiene la sustancia que comen para sobrevivir y crecer. También descubrieron que las mutaciones que modifican la superficie de las células bacterianas alteran esta disposición.

Cuando probaron los efectos de un azúcar agregado desde el exterior a una biopelícula completamente formada, observaron que su distribución se veía afectada por la anatomía de la biopelícula. Las bacterias mutantes con una disposición celular desordenada respondieron mejor a la adición de azúcar o antibióticos en áreas específicas dentro de la biopelícula, también conocidas como subzonas. Finalmente, demostraron que los cambios en la anatomía de la biopelícula cambian la ubicación de la actividad metabólica máxima dentro de la estructura.

En conjunto, estas observaciones indican que la microestructura de la biopelícula es una propiedad que puede ajustarse para influir en el metabolismo de las subpoblaciones bacterianas residentes y afectar la supervivencia general del grupo . Los hallazgos tienen implicaciones para nuestros enfoques para el tratamiento de infecciones causadas por P. aeruginosa y otros patógenos formadores de biopelículas.

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