domingo, abril 22, 2018
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Las bacterias tienen memoria que pasan de una generación a otra

Un equipo internacional de investigadores ha descubierto que las bacterias tienen una “memoria” que traspasa el conocimiento sensorial de una generación de células a otra, a pesar de que carecen de neuronas o de un sistema nervioso central.

Este descubrimiento supone un paso importante para la comprensión de las infecciones causadas por biopelículas bacterianas en personas que padecen fibrosis quística, una enfermedad que afecta principalmente a los pulmones, y en menor medida al páncreas, hígado e intestino, provocando la acumulación de moco espeso y pegajoso en estas zonas debido a las biopelículas que genera.

Las biopelículas están compuestas por células bacterianas genéticamente idénticas que pueden colonizar casi cualquier superficie y formar comunidades en las que las células individuales se organizan y cooperan. Asimismo, excretan una matriz extracelular adhesiva protectora que es la biopelícula y pueden formarse en implantes quirúrgicos, como una cadera artificial. Cuando lo hacen, pueden hacer que el implante falle.

El equipo estudió una cepa de bacterias llamada Pseudomonas aeruginosa, que forma biopelículas en las vías respiratorias de personas con fibrosis quística y causa infecciones persistentes que pueden ser letales. Esta bacteria infecta los pulmones y las vías respiratorias, las vías urinarias, los tejidos, (heridas) y también causa otras sepsis (infecciones generalizadas en el organismo).

Primer paso
“El primer paso para formar una biopelícula es que las bacterias deben sentir la superficie y desarrollar la capacidad de adherirse”, explica uno de los autores de la investigación, Calvin Lee, en un comunicado de la Universidad de California en Los Ángeles. “Por primera vez, pudimos seguir el comportamiento de linajes enteros de células individuales, y descubrimos que los descendientes podían recordar las señales de detección de superficie de sus antepasados”, añade. Los resultados se han publicado en PNAS.

Los investigadores han observado, incluso, cómo se establecen los vínculos de las bacterias durante la formación temprana del biopelícula. Comprobaron que las nuevas generaciones, cuando deben formar una biopelícula, se comportan como si ya conocieran el mecanismo, como si recordaran la experiencia de sus predecesores acerca de la superficie donde deben adherirse.

Y no menos importante: también identificaron los mecanismos bioquímicos que sustentan esta capacidad de recuperar la información de sus antepasados para formar una biopelícula de forma eficiente.

Se trata de un patrón rítmico que las células recuerdan cuando van a formar una biopelícula. Ese patrón es fundamental para conseguir adherirse a la superficie mediante una combinación de movimientos: estarse quieto, volver a moverse, con tal de conseguir la adherencia a la superficie.

Un paso contra la enfermedad infecciosa
Según los investigadores, este resultado supondrá un gran paso adelante hacia un conocimiento profundo de los puntos débiles en poblaciones de bacterias que provocan infecciones difíciles de tratar en el ser humano porque forman biopelículas. Protegidas por esa biopelícula, esos microorganismos hasta ahora han sido inaccesibles a los tratamientos antibióticos.

Ramin Golestanian, autor principal de la investigación, explicó que se desarrolla todo un proceso de toma de decisiones de las bacterias en las primeras etapas de formación de las bipelículas que abarca desde el nivel molecular hasta el nivel de la biopelícula.

Esta investigación confirma que las bacterias son organismos misteriosos con propiedades sorprendentes. No sólo tienen un especial sentido del tacto que les permite reconocer la superficie que pretenden colonizar y actuar en consecuencia, tal como informamos en otro artículo, sino que también aprenden a interpretar las señales de su entorno para prevenir acontecimientos venideros, según contamos en otro artículo.

También se ha descubierto que pueden aumentar su propio sistema inmunológico “hablando” unas con otras, así como que poseen un mecanismo de comunicación inteligente que les permite conocer cuando son suficientes para atacar a un organismo: ese mecanismo se conoce como “quórum sensing”. Ahora sabemos que también recuerdan las estrategias de sus antepasados para adherirse a superficies orgánicas y protegerse de los antibióticos.

Referencia:
Multigenerational memory and adaptive adhesion in early bacterial biofilm communities. PNAS March 20, 2018. 201720071- DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1720071115

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