La placa dental y el limo marrón viscoso en las tuberías de drenaje son dos ejemplos familiares de biopelículas bacterianas. A menudo es muy difícil eliminar estas deposiciones bacterianas de las superficies, en parte porque son extremadamente repelentes al agua. Un equipo de científicos de la Universidad Técnica de MúnichTUM ahora ha podido mostrar cómo tales biopelículas adaptan su textura superficial para repeler el agua, similar a las hojas.
Las bacterias se rodean de un caparazón de bloques de construcción químicos de producción propia polímeros para protegerse de los peligros ambientales. La combinación de bacterias y el limo que producen se denomina biopelícula. Los microorganismos que forman biopelículas en las superficies han desarrollado estrategias inteligentes queevitar que el agua corriente los lave. Esto puede plantear un problema importante no solo en las tuberías de drenaje, sino también en los implantes y tubos médicos.
El profesor Oliver Lieleg, profesor de biomecánica, y su grupo de investigación "Hidrogeles biológicos" de la Escuela de Bioingeniería de Munich están investigando los principios físicos que hacen que las biopelículas bacterianas sean tan resistentes. En un estudio reciente publicado en la revista Biofilms y microbiomas NPJ midieron con precisión las superficies de las biopelículas utilizando microscopía de luz de reflexión confocal.
El suministro de nutrientes determina la superficie de las biopelículas
"Nuestro primer descubrimiento fue: no todas las biopelículas son iguales, incluso si son producidas por la misma bacteria", dice Oliver Lieleg. Los investigadores encontraron que la bacteria del suelo Bacillus subtilis puede producir biopelículas con propiedades muy diferentes: en algunos casos, las gotas de agua se esparcen casi instantáneamente por la superficie. En otros casos, se deslizan por la superficie o se adhieren a la superficie en forma de perlas esféricas, incluso si la superficie está inclinadaverticalmente.
El equipo demostró que los microorganismos emplean trucos del mundo vegetal, a saber, el comportamiento repelente al agua de las hojas de las plantas de loto y rosas. Lieleg y su equipo descubrieron que la estructura de la superficie de las películas bacterianas es muy similar a la de lashojas de plantas. Al igual que las hojas, las biopelículas también tienen estructuras rugosas tanto en la escala micrométrica como nanométrica, lo que las hace resistentes a la humectación con agua.
Sin embargo, las hojas de las plantas y las biopelículas varían en este sentido: cuando el efecto loto está presente, pequeñas burbujas de aire quedan atrapadas entre la gota de agua y la superficie de la hoja, mientras que esto no ocurre en el efecto pétalo de rosa.por qué las gotas de agua caen de las hojas de loto pero se adhieren a los pétalos de rosa. El que una biopelícula se comporte más como una hoja de loto o como un pétalo de rosa depende de los nutrientes disponibles para las bacterias durante el crecimiento, ya que esto determina la estructura precisa de la superficie de la biopelícula.
Un nuevo enfoque para combatir las biopelículas
Las bacterias en las biopelículas a menudo son difíciles de matar con antibióticos y otros productos químicos. En parte, la creciente prevalencia de las resistencias bacterianas es la culpable de esto. Los investigadores ahora proponen abordar las propiedades repelentes al agua de las biopelículas: "Una sustancia antibacteriana no puede funcionarsi no puede alcanzar la superficie de una biopelícula porque se cae. Por lo tanto, necesitamos modificar esta textura de superficie repelente al agua ", explica Oliver Lieleg." Este sería un nuevo enfoque para la eliminación de biopelículas de superficies comotubos, catéteres y heridas infectadas. "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Técnica de Munich TUM . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :