En un artículo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, científicos, tras superar varios obstáculos tecnológicos, lograron visualizar en directo la transferencia de ADN portador de resistencia a los antibióticos dentro de estas biopelículas. Demuestran la importancia de la forma y la organización espacial de estas comunidades en la propagación de las resistencias.
Figura: Imagen de una biopelícula bacteriana.
Escherichia coli obtenida por microscopía confocal.
Las bacterias verdes portan un plásmido de resistencia a los antibióticos. Este plásmido puede transmitirse a las bacterias rojas, que entonces se vuelven amarillas al producir tanto fluorescencia verde como roja. La fluorescencia permite identificar las bacterias que han adquirido la resistencia. Las vistas laterales muestran cortes verticales de la biopelícula; la imagen principal es una vista desde arriba.
© Knut Drescher
Los biopelículas son grupos de bacterias que viven juntas en forma de agregados. Dentro de estas biopelículas, las bacterias pueden intercambiar elementos de ADN llamados plásmidos. Estos plásmidos pueden contener genes especiales que permiten a las bacterias volverse resistentes a los antibióticos. Esto significa que incluso si usamos antibióticos para intentar matar estas bacterias, aquellas que tienen estos genes pueden sobrevivir.
Las bacterias en los biopelículas pueden conservar estos plásmidos y así mantener su capacidad de resistir a los antibióticos para más adelante. Es como si guardaran un arma secreta, por si acaso la necesitaran.
Pero, ¿qué pasa con su potencial para adquirir estas resistencias?
Para responder a esta pregunta es esencial poder seguir en directo la transferencia de plásmidos entre las bacterias del biopelícula. Para ello, persistían varias dificultades:
- La complejidad de los biopelículas con su estructura tridimensional dificulta la observación directa de las interacciones entre bacterias.
- Las herramientas y tecnologías necesarias para observar estos intercambios en tiempo real y a escala microscópica aún no están suficientemente desarrolladas.
- Los intercambios de plásmidos pueden ser rápidos y esporádicos, lo que los hace difíciles de capturar con los métodos tradicionales.
Filmar en directo los intercambios de plásmidos dentro de los biopelículas
En un artículo publicado en la revista PNAS, científicos, al desarrollar nuevas herramientas innovadoras de genética y microscopía, lograron visualizar en tiempo real la transferencia de ADN dentro de comunidades bacterianas. Así pudieron filmar el proceso de adquisición de resistencia por bacterias organizadas en biopelículas estructurados. Y estos primeros resultados demuestran que cuando el biopelícula se vuelve denso y alcanza la madurez, su configuración física limita los contactos necesarios entre bacterias donantes y receptoras, frenando la difusión de los plásmidos. Por tanto, la propia arquitectura de los biopelículas juega un papel determinante en la transmisión y adquisición de resistencias a los antibióticos.
Este estudio muestra así que si los biopelículas favorecen el mantenimiento de los plásmidos una vez adquirida la resistencia, serían menos favorables a la adquisición de nuevas resistencias. Su estructura podría, al contrario, limitar activamente la adquisición inicial de estos elementos genéticos.