Al reducir drásticamente los efectos de los antibióticos, la formación de comunidades organizadas de células bacterianas conocidas como biopelículas puede ser mortal durante las cirugías y las infecciones del tracto urinario. Los investigadores de Yale se han acercado mucho más a comprender cómo se desarrollan estas biopelículas y, potencialmente, cómopara detenerlos
Las biopelículas se forman cuando las células bacterianas se juntan y desarrollan estructuras que las unen en una sustancia pegajosa. Este pegamento puede proteger las células del mundo exterior y les permite formar cuasi organismos complejos. Las biopelículas se pueden encontrar en casi todas partes, incluidas las duchas sin lavaro las superficies de los lagos. Debido a que la capa protectora puede evitar posibles tratamientos, las biopelículas son más peligrosas cuando invaden células humanas o se forman en suturas y catéteres utilizados en cirugías. Solo en hospitales estadounidenses, miles de muertes se atribuyen a la biopelícula.infecciones del sitio quirúrgico relacionadas e infecciones del tracto urinario.
"Las biopelículas son un gran problema médico porque hacen que las infecciones bacterianas sean muy difíciles de tratar", dijo Andre Levchenko, autor principal del estudio, que se publicó el 5 de octubre Comunicaciones de la naturaleza .
La lucha contra las biopelículas ha sido particularmente difícil porque no se ha entendido bien cómo las células bacterianas hacen la transición de comportarse individualmente a existir en estructuras colectivas. Sin embargo, los investigadores en el laboratorio Levchenko, trabajando con colegas de la Universidad de California-SanDiego encontró recientemente un mecanismo clave para la formación de biopelículas que también proporciona una forma de estudiar este proceso de forma controlada y reproducible.
Los investigadores diseñaron y construyeron dispositivos microfluídicos y geles novedosos que albergaban células de E. coli uropatógenas, que a menudo son la causa de infecciones del tracto urinario. Estos dispositivos imitaban el ambiente dentro de las células humanas que albergan las bacterias invasoras durante las infecciones. Los científicos descubrieron quelas colonias bacterianas crecerían hasta el punto en que serían exprimidas por las paredes de la cámara, las fibras o el gel. Este estrés autogenerado fue en sí mismo un desencadenante de la formación de biopelículas.
"Esto fue muy sorprendente, pero vimos todo lo que cabría esperar de una biopelícula", dijo Levchenko, profesor de Ingeniería Biomédica John C. Malone y director del Instituto de Biología de Sistemas de Yale. "Las células produjeron los componentes de la biopelícula".y de repente se volvió muy resistente a los antibióticos. Y todo eso fue acompañado por una indicación de que las células estaban bajo estrés biológico y el estrés provenía de esta interacción mecánica con el medio ambiente ".
Con este descubrimiento, dijo Levchenko, los investigadores pueden usar varios dispositivos que imitan otros entornos celulares y explorar la formación de biopelículas en innumerables entornos y circunstancias. También pueden usar los dispositivos introducidos en este estudio para producir biopelículas rápidamente, con precisión y en grandes cantidadesde una manera simple, económica y reproducible. Esto permitiría detectar medicamentos que podrían romper la capa protectora de las biopelículas y descomponerla.
"Tener un modelo de enfermedad como este es imprescindible cuando quieres hacer este tipo de experimentos de detección de drogas", dijo. "Ahora podemos cultivar biopelículas en formas y ubicaciones específicas de una manera completamente predecible".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Yale . Original escrito por William Weir. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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