Las bacterias dependen de la cooperación social para producir una biopelícula que protege a la comunidad
Las bacterias son células diminutas que pueden ingresar al cuerpo humano y causar infecciones que enferman a los humanos. Para mejorar, el cuerpo necesita matar o detener el crecimiento de estas bacterias. Los médicos administran medicamentos llamados antibióticos para ayudar al cuerpo a eliminar una infección. La penicilina es un antibiótico común que se usa a menudo para detener el crecimiento de bacterias. Lo hace evitando que la bacteria construya una pared celular, lo que dificulta su crecimiento y reproducción. Sin embargo, las bacterias pueden generar resistencia o desarrollar una defensa contra los antibióticos. Pueden ocurrir cambios aleatorios en el material genético de la bacteria, o ADN. El ADN proporciona instrucciones que le indican a la célula cómo operar. Ciertos cambios en el ADN pueden resultar en cambios en una bacteria que la hacen resistente a un antibiótico, y esto hace que el antibiótico sea menos efectivo para matar la bacteria.
Otra forma en que las bacterias pueden protegerse de los antibióticos es formar una 'biopelícula'. Una biopelícula es una sustancia producida por bacterias que las cubre y las protege del daño. Las biopelículas son la fuente de más del 60% de las enfermedades que causan las bacterias. Por ejemplo, las películas viscosas en los pantanos son biopelículas. La formación de biopelículas es una estrategia social que ayuda a proteger las bacterias. Puede evitar físicamente que los antibióticos y desinfectantes se acerquen a la célula. También protege la célula de la eliminación por medios físicos, como frotar o lavar las superficies.
Aunque las biopelículas son muy útiles, las bacterias necesitan usar energía y recursos para crecer. Las bacterias expulsan diferentes sustancias para construir y mantener la biopelícula. Un grupo de bacterias que trabajan juntas se llama colonia. La colonia necesita que todas las células trabajen juntas para crecer y mantener la biopelícula. La creación de biopelículas puede beneficiar a cualquier célula debajo de la película, incluso si algunas bacterias no producen las sustancias necesarias. Para visualizar esto, imagina una comunidad de 50 personas sosteniendo una manta para protegerse. La manta necesita ser sostenida para ser útil. De los 50, 10 personas pueden no sostener la manta, pero aún estarán protegidas. Sin embargo, si solo 1 persona sostiene la manta, no podrá proteger a todos.
Esta estrategia ayuda a fortalecer la comunidad bacteriana en su conjunto. Para que funcione, se espera que participe la mayoría de la colonia. Debido a que hay un costo en energía y recursos para producir la biopelícula, si ciertas bacterias no producen las sustancias, pueden crecer más rápido que las que sí lo hacen. Eventualmente, estas bacterias superarán en número a las que invierten energía en la producción de la biopelícula. Con el tiempo, habrá menos bacterias que contribuyan a hacer la biopelícula y no será tan buena para proteger a todas las bacterias. Esto los hace más vulnerables a los antibióticos o a que se eliminen de las superficies.
Los científicos están estudiando cómo las bacterias producen biopelículas para ayudar a desarrollar antibióticos más efectivos. Han desarrollado un químico (inhibidor a base de 5-aril-2-aminoimidazol) que puede evitar que las bacterias produzcan biopelículas. Esto hace que sea más fácil matar las bacterias con antibióticos y facilita su eliminación de las superficies.
Para obtener más información sobre esta estrategia de inhibición de biopelículas, vea este video de KU Lovaina.
