Revelan cómo se comunican las bacterias en grupos para evadir antibióticos
- netmd
- 7 de mayo de 2018
- Enfermedades Infecciosas
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28 de abril de 2018
En un nuevo estudio publicado en la revista Journal of Biological Chemistry (JBC), investigadores de la Universidad de Notre Dame y la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han encontrado que la bacteria Pseudomonas aeruginosa, un patógeno que causa neumonía, sepsis y otras infecciones, comunica señales de socorro dentro de un grupo de bacterias en respuesta a ciertos antibióticos. Se encontró que esta comunicación varía a lo largo de la colonia y sugiere que esta bacteria puede desarrollar comportamientos protectores que contribuyen a su capacidad para tolerar algunos antibióticos.
“Existe una falta general de comprensión sobre cómo las comunidades de bacterias, como el patógeno oportunista P. aeruginosa, responden a los antibióticos“, dijo la autora principal Nydia Morales-Soto, investigadora principal en ingeniería civil y ambiental y en ciencias de la tierra (CEEES) en la Universidad de Notre Dame. “La mayoría de lo que sabemos es de estudios sobre comunidades de biofilms estacionarios, mientras que se sabe menos sobre el proceso de antemano, cuando las bacterias están colonizando, diseminándose y creciendo. En este estudio, nuestro equipo de investigación revisó específicamente el comportamiento de las bacterias durante este período y qué podría significar resistencia a los antibióticos“.
El comportamiento reportado se debió a la tobramicina, un antibiótico comúnmente utilizado en entornos clínicos, y dio como resultado una doble señal de respuesta. Como este antibiótico se aplicó a una colonia de P. aeruginosa, la bacteria produjo una señal en un área localizada de la colonia —una señal tipo quinolona en Pseudomonas (PQS) que se sabe ocurre— así como una segunda respuesta en toda la comunidad, conocida como alquil hidroxiquinolina (AQNO).
El equipo mapeó espacialmente la producción de cada respuesta y determinó que P. aeruginosa es capaz de producir PQS en pequeñas bolsas a concentraciones significativamente más altas que las registradas anteriormente. Los hallazgos ayudaron a asegurar la selección del artículo como “Editor’s Pick” de JBC, un reconocimiento que solo se otorga al 2 por ciento de los manuscritos publicados en la revista para un año determinado.
El estudio mostró que PQS y AQNO son respuestas reguladas de manera independiente que comunican mensajes distintos intencionalmente. Además, esto significa que el tipo de bacteria podría tener cierta capacidad para proteger la colonia de algunas toxinas externas mientras las bacterias todavía se encuentran en fase de colonización.
“Pese a que la respuesta AQNO identificada en el documento es un comportamiento dependiente del estrés, también es un mensaje químico tan nuevo que todavía no se ha etiquetado definitivamente como una señal. Aunque, según nuestros hallazgos, creemos que sí“, afirmó Joshua Shrout, profesor asociado de CEEES y ciencias biológicas en la Universidad de Notre Dame y coautor del artículo. “De todos modos, este trabajo abre una nueva ventana para comprender el comportamiento de P. aeruginosa y, potencialmente, cómo esta bacteria promueve la tolerancia a los antibióticos“.
El trabajo, que fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos, fue capaz de identificar una respuesta única de comportamiento bacteriano debido al método de investigación distintivo del equipo. El grupo utilizó espectroscopía Raman y espectrometría de masas para completar un análisis deliberado, píxel por píxel, de cientos de miles de píxeles en sus imágenes químicas. Este proceso detallado es lo que permitió a los investigadores identificar las dos respuestas químicas distintas de la bacteria a la tobramicina, que de otro modo podrían haberse pasado por alto fácilmente. El método también es un proceso único desarrollado por este equipo específico de investigadores.
