“Enjambres microscópicos”. Esta es la expresión que emplea la Universidad Complutense en una nota de prensa para describir el hallazgo de un grupo de investigadores españoles, a priori prometedor por lo que podría aportar al control de las infecciones bacterianas resistentes. Nos referimos a la manera en que se mueven las bacterias, comparable, señala la institución, “a los que se observan en colmenas de abejas o bancos de peces”.
El trabajo forma parte de la tesis doctoral de la investigadora Clara Luque Rioja y han participado en él los también investigadores españoles Francisco Monroy, Horacio López Menéndez, Macarena Calero o Juan Pedro García Villaluenga. Queda mucho por conocer de la biología bacteriana, de ahí la trascendencia del estudio, publicado el 16 de enero en la revista ‘PNAS’, de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.
La investigación pone bajo la luz el movimiento de las bacterias, que resulta sorprendente. Tal y como se detalla en la nota, “pequeños grupos de bacterias cooperan para desplazarse de forma eficiente en entornos confinados”.
Se trata de un movimiento asociativo y organizado, en otras palabras, porque “las bacterias actúan como auténticos enjambres microscópicos”, no como “individuos aislados”. Añade el equipo investigador: “Cuando se agrupan, coordinan su movimiento de manera sorprendentemente eficaz”.
Eficacia que tiene que ver con el consumo de energía, que es menos de la que cabría esperar, según reconocen los investigadores, y con la propia organización del desplazamiento. Resulta que las bacterias adoptan “patrones colectivos persistentes, comparables a los que se observan en colmenas de abejas o bancos de peces”, afirman.
Movimientos como «remolinos»
Con pinzas ópticas, haces de luz capaces de atrapar objetos microscópicos, el equipo de investigación pudo confinar pequeñas agrupaciones de bacterias y medir las fuerzas que generaban en el movimiento. Llega un momento, indican, que esos grupos desarrollan “corrientes coordinadas y estables”, que describen así: como “remolinos”.
Estas corrientes de fuerza les permite un movimiento migratorio “altamente eficiente”, lo que entronca con la física porque se dan la mano aquí biología y termodinámica (la estocástica, en concreto, la que retrata cómo los sistemas pequeños intercambian energía en presencia de ruido térmico, precisa la Complutense en la nota).
No es baladí esta asociación. “Gracias a este marco teórico, los investigadores han podido cuantificar con precisión cuánto trabajo realizan las bacterias, cuánta energía disipan y cómo ese balance cambia cuando emerge la cooperación colectiva”, ahonda la entidad universitaria.
Una bacteria que cambia de forma
Otro de los puntos de interés de la investigación radica en el tipo de bacteria analizada, la ‘proteus mirabilis’. Es una especie del patógeno conocida por su “extraordinaria capacidad de desplazamiento sobre superficies mediante un movimiento cooperativo llamado ‘swarming’ (‘swarm’, en inglés, es enjambre). Que se muevan así les permite una gran capacidad de colonización y mayor facilidad para la formación de biofilms, estructuras bacterianas “altamente resistentes”, como se recalca en la nota.
Por eso, el equipo de investigación considera que el trabajo “tiene aplicaciones potenciales para mejorar el control de las infecciones” resistentes. El hallazgo, inciden, “puede abrir nuevas vías para controlar la formación de biofilms resistentes, diseñar estrategias antimicrobianas más eficaces e incluso inspirar, a largo plazo, el desarrollo de materiales activos y sistemas artificiales autoorganizados”.
Cabe recordar que la resistencia de las bacterias a tratamientos antibióticos es uno de los principales retos de la salud global, tal y como ha advertido la Organización Mundial de la Salud (OMS).
Además, el tipo de bacteria analizada es la causante de infecciones en el tracto urinario y es conocida su capacidad para colonizar sistemas de almacenamiento de agua. La Complutense subraya que en la investigación han participado microbiólogos del Hospital Central de la Defensa Gómez Ulla, en Madrid, porque se han detectado biofilms como los mencionados en depósitos usados en contextos militares, y también en las cantimploras.
El nombre de la bacteria no es casual, de hecho. “Proteus” hace alusión al dios griego Proteo, mito del cambio de forma para escapar de la amenaza. Y esta bacteria, reiteran los investigadores, puede «modificar su organización, comportamiento y virulencia en función del entorno”.