Descubren el secreto del movimiento bacteriano para mejorar el control de infecciones

    MADRID, 20 Ene. (EUROPA PRESS) -

   Investigadores de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) han descubierto el secreto del movimiento bacteriano, en el que pequeños grupos cooperan para desplazarse de forma eficiente en entornos confinados, lo que podría revolucionar la lucha contra infecciones resistentes.

   El estudio, que se ha publicado en la revista PNAS, destaca que las bacterias analizadas actúan como auténticos enjambres microscópicos. Cuando se agrupan, coordinan su movimiento, consumen menos energía de la que cabría esperar y generan patrones colectivos persistentes, comparables a los que se observan en colmenas de abejas o bancos de peces, ha informado el centro universitario en un comunicado.

    Para llevarlo a cabo, el equipo utilizó pinzas ópticas, haces de luz capaces de atrapar y manipular objetos microscópicos. Esta técnica permitió confinar pequeños grupos bacterianos y medir directamente las fuerzas que generan al moverse. Los experimentos revelan que, al superar un tamaño crítico, los grupos de bacterias desarrollan corrientes de fuerza coordinadas y estables, aparecen patrones de tipo remolino y el enjambre entra en un régimen de migración colectiva altamente eficiente.

   Las bacterias estudiadas pertenecen a la especie Proteus mirabilis, conocida por su extraordinaria capacidad de desplazamiento sobre superficies mediante un movimiento cooperativo denominado swarming. Esta movilidad colectiva resulta clave para su éxito biológico y está estrechamente ligada a su capacidad de colonización y a la formación de biofilms, estructuras bacterianas altamente resistentes.

   El propio nombre de la bacteria encierra una potente metáfora. Proteus alude al dios griego Proteo, el 'Viejo del Mar', célebre por su habilidad para cambiar de forma y adaptarse con el fin de escapar de cualquier amenaza. De forma similar, P. mirabilis es capaz de modificar su organización, comportamiento y virulencia en función del entorno, una versatilidad que queda reflejada en los patrones colectivos observados en el laboratorio.

   Desde el punto de vista de la física, estos enjambres bacterianos constituyen un ejemplo paradigmático de sistemas vivos fuera del equilibrio. El informe conecta la biología con la termodinámica estocástica, la rama de la física que describe cómo los sistemas pequeños intercambian energía en presencia de ruido térmico. Gracias a este marco teórico, los investigadores han podido cuantificar con precisión cuánto trabajo realizan las bacterias, cuánta energía disipan y cómo ese balance cambia cuando emerge la cooperación colectiva.

   Además, el trabajo tiene importantes implicaciones aplicadas. Proteus mirabilis es responsable de numerosas infecciones del tracto urinario y destaca por su capacidad para colonizar sistemas complejos de almacenamiento de agua. Esta investigación se desarrolló en colaboración con microbiólogos del Hospital Central de la Defensa Gómez Ulla (Madrid), donde la bacteria ha supuesto un problema relevante en contextos militares, al formar biofilms persistentes en depósitos de agua y cantimploras en condiciones de campo adversas.

   "Comprender cómo estas bacterias coordinan su movimiento y optimizan el uso de la energía no solo ayuda a entender mejor su biología, sino que puede abrir nuevas vías para controlar la formación de biofilms resistentes, diseñar estrategias antimicrobianas más eficaces e incluso inspirar, a largo plazo, el desarrollo de materiales activos y sistemas artificiales autoorganizados", ha apuntado el centro universitario.