Al cambiar su forma, algunas bacterias pueden ser más resistentes a los antibióticos
Una nueva investigación dirigida por el profesor adjunto de Física de la Universidad Carnegie Mellon, Shiladitya Banerjee, demuestra cómo ciertos tipos de bacterias pueden adaptarse a la exposición prolongada a los antibióticos cambiando su forma. El trabajo se ha publicado en Nature Physics.
Comparación del crecimiento de Caulobacter crescentus cuando se expone a un antibiótico (abajo) y no (arriba).
Shiladitya Banerjee
La adaptación es un proceso biológico fundamental que lleva a los organismos a cambiar sus rasgos y su comportamiento para adaptarse mejor a su entorno, ya sea la famosa diversidad de pinzones observada por el biólogo pionero Charles Darwin o las muchas variedades de bacterias con las que coexisten los seres humanos. Aunque los antibióticos llevan mucho tiempo ayudando a las personas a prevenir y curar las infecciones bacterianas, muchas especies de bacterias han sido capaces de adaptarse cada vez más para resistir los tratamientos antibióticos.
La investigación de Banerjee en Carnegie Mellon y en su anterior puesto en el University College London (UCL) se ha centrado en la mecánica y la física que hay detrás de diversos procesos celulares, y un tema común en su trabajo ha sido que la forma de una célula puede tener efectos importantes en su reproducción y supervivencia. Junto con investigadores de la Universidad de Chicago, decidió investigar cómo la exposición a los antibióticos afecta al crecimiento y la morfología de la bacteria Caulobacter crescentus, un organismo modelo muy utilizado.
"Mediante experimentos con una sola célula y la elaboración de modelos teóricos, demostramos que los cambios en la forma de las células actúan como una estrategia de retroalimentación para que las bacterias se adapten mejor a la hora de sobrevivir a los antibióticos", dijo Banerjee sobre lo que él y sus colaboradores encontraron.
Al exponerlas a dosis menos letales del antibiótico cloranfenicol durante varias generaciones, los investigadores descubrieron que las bacterias cambiaban drásticamente su forma, volviéndose más anchas y curvadas.
"Estos cambios de forma permiten a las bacterias superar el estrés de los antibióticos y reanudar su rápido crecimiento", dijo Banerjee. Los investigadores llegaron a esta conclusión desarrollando un modelo teórico para mostrar cómo estos cambios físicos permiten a las bacterias alcanzar una mayor curvatura y una menor relación superficie-volumen, lo que permitiría que menos partículas de antibióticos atravesaran sus superficies celulares a medida que crecen.
"Este conocimiento tiene grandes consecuencias para la salud humana y probablemente estimulará numerosos estudios moleculares adicionales sobre el papel de la forma celular en el crecimiento bacteriano y la resistencia a los antibióticos", dijo Banerjee.
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