Una especie bacteriana que caza otras bacterias ha atraído un gran interés como un posible antibiótico vivo, pero no está claro exactamente cómo este depredador rastrea a su presa. Un estudio publicado el 28 de marzo en Revista biofísica arroja luz sobre esta pregunta, revelando que el depredador bacteriano Bdellovibrio bacteriovorus BV se dirige hacia su objetivo aprovechando las fuerzas fluidas generadas por sus propios movimientos de natación y los de su presa. Estos campos de flujo hidrodinámico acercan a las bacterias, lo que le da a BV una mayor posibilidad de ataque exitoso.
"A pesar de haber sido descubierto hace más de 50 años, se sabe muy poco acerca de cómo el depredador bacteriano BV localiza a su presa bacteriana", dice el coautor del estudio Steve Pressé, de la Universidad Estatal de Arizona. "Comprender cómo BV encuentra a su presa es unprimer paso en la ingeniería de esta bacteria para que sirva como un antibiótico vivo, es decir, que cace presas dentro de un organismo vivo ".
Similar a un virus, BV ataca bacterias como Escherichia coli E. coli uniéndose y entrando en su presa, creciendo y replicando dentro de la célula, y luego estallando repentinamente, liberando su progenie en el entorno circundante.Dada la efectividad de BV para matar los patógenos y la seguridad en modelos animales, algunos han propuesto usar el depredador bacteriano para purificar el agua, degradar las biopelículas en las superficies y servir como antibiótico vivo en el ganado o en los humanos.Comprender cómo BV realmente encuentra a su presa es un primer paso importante hacia estos objetivos, pero hasta ahora, no se sabía si BV usa señales químicas para atacar específicamente las células bacterianas o chocar con ellas al azar.
Para abordar esta pregunta, Pressé y el coautor del estudio, Gregory Anderson, de Indiana University-Purdue University Indianapolis, rastrearon los movimientos de BV y E. coli usando video microscopía de alta resolución. Observaron que BV nadaba rápidamente en la solución, perturbando violentamente su entorno líquido. Para investigar los efectos de estos flujos hidrodinámicos, los investigadores luego monitorearon las bacterias mientras nadaban paralelas a superficies planas, en estecaso, el portaobjetos y el cubreobjetos del microscopio. En estas circunstancias, los propios movimientos de BV generaron fuerzas fluidas similares a remolinos que atraparon a las bacterias, obligándolas a nadar en círculos al lado de las superficies.
Experimentos adicionales mostraron que BV prefería nadar cerca de las paredes y alrededor de las cuentas en lugar de en aguas abiertas, lo que sugiere que las fuerzas fluidas los capturaron en estas órbitas hidrodinámicas. Además, los controles experimentales, los cálculos y el modelado computacional confirmaron que las fuerzas hidrodinámicas, en lugar de las químicaso señales eléctricas, fueron responsables de estos efectos. Porque tanto BV como E. coli estaban sujetos a sus propias fuerzas fluidas autogeneradas, ambas especies bacterianas se ubicaron conjuntamente en las superficies, lo que hizo mucho más fácil que BV colisionara al azar con su presa.
"Antes de nuestro estudio, la comunidad científica llegó a la conclusión de que la VB probablemente se topa con su presa al azar. Pero me resultó muy difícil creer que después de más de mil millones de años de evolución, la mejor naturaleza que podría surgir era unbúsqueda totalmente aleatoria por el depredador de la presa ", dice Pressé." Irónicamente, nuestros hallazgos muestran que la búsqueda de presas por BV es aleatoria. ¡Simplemente no es aleatoria en tres dimensiones! "
Los siguientes pasos son diseñar BV para hacerlos más susceptibles a sus propios campos de flujo autogenerados, y luego observar a estos cazadores súper eficientes en acción en un host vivo ". Al final, nuestros hallazgos pueden conducir al usode los depredadores bacterianos como herramientas para reducir o eliminar las bacterias dañinas ", dice Anderson." Esto podría tener impactos ambientales, agrícolas, industriales y para la salud. En particular, podrían conducir al desarrollo de mejores terapias para superar el problema cada vez más difícil de los antibióticos.resistencia."
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