Una investigación liderada por Francisca Guzmán, del Núcleo Milenio Física de la Materia Activa, alojado en la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, y Arnold Mathijssen, de la Universidad de Stanford, ha permitido identificar el mecanismo a través del cual las bacterias pueden protegerse de los antibióticos.
Hasta ahora se sabía que las bacterias se acumulan en las superficies para formar comunidades densas, llamadas biopelículas, que pueden protegerlas de los antibióticos. Sin embargo, esta aglomeración drena sus reservas de alimentos rápidamente. ¿Cómo logran sobrevivir, y más aún, generar una suerte de escudo frente al fármaco?
En la investigación se ha descubierto que estas ‘alfombras activas’ microbianas pueden reponer los recursos que consumen al estar aglomeradas, creando fuertes flujos que transportan nutrientes y oxígeno hacia el lugar donde se encuentran.
“Una bacteria individual solo produce flujos pequeсos y orientados al azar, pero cuando las bacterias se auto organizan en patrones específicos, pueden amplificar los vértices para abarcar grandes distancias, incluso más allá del tamaño de su colonia –afirma Guzmán–. Calculamos las intensidades de flujo generadas por estos patrones y predecimos que este transporte cooperativo de nutrientes puede sostener la actividad microbiana”.
“Es como si abriéramos el tapón de la tina –continúa–. Se produce un flujo que arrastra todo y eso es justamente lo que hacen las bacterias cuando forman manchas, biofilmes o nadan organizadas. Producen un flujo que arrastra nutrientes sobre ellas, lo que les permite, por ejemplo reproducirse, activarse, etc.”.
El hallazgo permite aplicar nuevas tecnologías que podrían perturbar estos flujos de reabastecimiento y así prevenir la formación de biopelículas bacterianas, reduciendo la necesidad de aplicar bactericidas y disminuyendo las posibilidades de infección.
Si bien una parte de la resistencia de las bacterias a los antibióticos puede deberse a mutaciones genéticas, este equipo de físicos ha descubierto que la forma en que las bacterias se auto organizan en la naturaleza les permite generar flujos que arrastran nutrientes a velocidades dos veces más rápida que la sedimentación, lo que optimiza su alimentación y su actividad.
“Descubrimos por qué es tan difícil deshacerse de ellas –dice la investigador de la Universidad de Chile–. Desenmascaramos una de las formas ‘mecánicas’ en las que las bacterias sostienen la formación de biofilmes y manchas sobre superficies”.
