Crece más rápido, muere antes
Cómo las tasas de crecimiento influyen en la aptitud de las bacterias: ¿Terapia antibiótica con una zanahoria y un palo?
Las bacterias son artistas de la supervivencia: Cuando se nutren, se multiplican rápidamente, aunque también pueden sobrevivir a períodos de hambre. Pero, cuando crecen demasiado rápido, su capacidad de supervivencia se ve obstaculizada, como demuestran los estudios de un equipo de investigación de la Universidad Técnica de Munich (TUM) sobre la bacteria E. coli. Los resultados podrían ayudar a aumentar la eficacia de los antibióticos.
Cultivo bacteriano
Andreas Heddergott / TUM
"La aptitud de las bacterias es más compleja de lo que se esperaba", explica Ulrich Gerland, profesor de la teoría de los biosistemas complejos en la Universidad Técnica de Munich. El físico ha estado estudiando las estrategias de supervivencia de la bacteria E. coli durante varios años.
Los organismos unicelulares, que reciben el nombre latino de Escherichia coli y apoyan la digestión en el intestino grueso de los mamíferos, son un organismo modelo popular. Facilitan las investigaciones sobre la forma en que los seres vivos pueden adaptarse a las condiciones ambientales cambiantes.
Sobrevivir a los tiempos difíciles
"Sabemos desde hace tiempo que la aptitud biológica depende de dos cosas: la tasa de crecimiento cuando hay alimentos disponibles y la capacidad de sobrevivir a períodos de deficiencia de nutrientes", explica el científico. "Lo que no estaba claro es cómo se relacionan estos dos factores".
Por primera vez, Gerland y su equipo han investigado sistemáticamente hasta qué punto el crecimiento rápido o lento influye en la supervivencia de la bacteria E. coli: "Resulta que los cambios en las condiciones de crecimiento tienen un impacto directo en las tasas de mortalidad. Éstas siguen una simple ley: Las bacterias mejor nutridas y de más rápido crecimiento son las primeras en morir cuando se les priva de alimento".
Bacterias grasas - mala aptitud
Por lo tanto, una buena dieta es mala para la salud de las bacterias. ¿Pero por qué? Para encontrar una respuesta a esta pregunta, los investigadores del TUM llevaron a cabo una serie de experimentos: Primero, se proporcionaron cultivos de la bacteria E. coli con soluciones nutritivas de diferentes composiciones.
En el segundo paso, los organismos unicelulares fueron puestos en una dieta cero. A lo largo de todo el período, los científicos examinaron si las células se multiplicaban y con qué rapidez, y cuánto tiempo sobrevivían.
La lucha por la supervivencia
La investigación demostró que independientemente de lo bien o mal que se hayan alimentado anteriormente, las bacterias dejaron de reproducirse cuando se les privó de alimento. En esta "fase de mantenimiento", los organismos luchan por la supervivencia. Todas las fuentes de energía disponibles - por ejemplo, los restos celulares de las bacterias muertas - se utilizan para sostener el metabolismo.
En esta situación extrema, muchas células mueren de hambre en pocos días. Sin embargo, la tasa de mortalidad es particularmente alta entre las bacterias E. coli de rápido crecimiento. "Están preparadas para un rápido crecimiento y desperdicio de recursos energéticos. Esto conduce a su desaparición durante la fase de hambre", explica Gerland.
Resulta que las bacterias alimentadas en abundancia tienen una mayor necesidad de energía, como lo demuestran otros experimentos. Sobrevivir a tiempos de escasez es más difícil para los organismos con un alto consumo de energía. "Ahora entendemos por qué la evolución no favorece la reproducción más rápida posible", dice Gerland. "La aptitud biológica que es crucial para la supervivencia de una especie se basa en un equilibrio entre el crecimiento y la supervivencia."
Terapia antibiótica con una zanahoria y un palo
Los resultados de la investigación pueden encontrar aplicación en el futuro, por ejemplo, para mejorar el efecto de los antibióticos: "Aplicando el principio de la zanahoria y el palo, el crecimiento de las bacterias intestinales podría ser estimulado por el consumo de un plato dulce. Esto debilitaría las bacterias si se administra entonces un antibiótico contra una infección intestinal", explica Gerland. Sin embargo, todavía es demasiado pronto para recomendaciones concretas. Será necesario seguir investigando.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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