Un equip científic de la Universitat de Califòrnia a San Diego juntament amb el Departament de Medicina i Ciències de la vida, Universitat Pompeu Fabra (MELIS-UPF) ha desenvolupat una nova tecnologia que permet controlar les comunitats bacterianes dels biofilms, que solen ser molt resistents als antibiòtics. Es tracta d’una tècnica que utilitza descàrregues elèctriques que permeten modificar el creixement bacterià d’aquestes comunitats.
Els biofilms són colònies de bacteris que poden créixer en superfícies molt diverses que van des de la nostra pell fins a les canonades del clavegueram. Són comunitats formades per cèl·lules genèticament idèntiques, però amb funcions especialitzades. Així, dins d’un biofilm hi trobem bacteris que s’encarreguen de formar la matriu o cola que manté unida la colònia i bacteris que participen en la mobilitat i l’establiment del biofilm. Per mantenir la viabilitat d’aquestes comunitats microbianes, cal que es mantingui un equilibri entre els diferents tipus cel·lulars, perquè si no el biofilm es podria tornar massa rígid o, per contra, desintegrar-se.
En aquest estudi s’ha aconseguit controlar el creixement dels biofilms gràcies a la variació de la proporció dels diferents tipus de cèl·lules. Aquest fet es deu al desenvolupament d’un dispositiu de microfluídica nou que, combinat amb una matriu d’elèctrodes múltiples, permet aplicar descàrregues elèctriques localitzades. D’aquesta manera, s’ha aconseguit que les cèl·lules mòbils es multipliquin més fàcilment que les de la matriu, cosa que genera que el biofilm no estigui prou cohesionat i es desintegri.
Una de les claus daquest efecte és el paper dels ions en el funcionament cel·lular. Jordi Garcia Ojalvo, catedràtic de Biologia de Sistemes de la UPF i un dels autors de l’estudi, detalla que “la regulació del comportament de bacteris mitjançant el control de la seva composició iònica encara és poc coneguda”. I el seu company Colin Comerci, primer autor de l’estudi, afegeix que “els senyals electroquímics que fem servir són similars als senyals utilitzats durant el desenvolupament en organismes més complexos com granotes, peixos o fins i tot humans. Per això els nostres descobriments poden oferir analogies amb altres sistemes biològics”.
Aquesta troballa proporciona una nova eina de control dels biofilms, podent modificar-ne la composició i el desenvolupament. Així, es podria aconseguir desestabilitzar aquestes comunitats bacterianes i posar remei a la gran resistència que els biofilms presenten contra els antibiòtics.
Comerci et al. Localized electrical stimulation triggers cell-type-specific proliferation in biofilms. Cell systems, May 2022. DOI: 10.1016/j.cels.2022.04.001.
