Un equipo científico de la Universidad de California en San Diego junto con el Departamento de Medicina y Ciencias de la vida, Universidad Pompeu Fabra (MELIS-UPF) ha desarrollado una nueva tecnología que permite controlar las comunidades bacterianas de los biofilms, que suelen ser muy resistentes a los antibióticos. Se trata de una técnica que emplea descargas eléctricas que permiten modificar el crecimiento bacteriano de estas comunidades.
Los biofilms son colonias de bacterias que pueden crecer en superficies muy diversas que van desde nuestra piel hasta las tuberías del alcantarillado. Son comunidades formadas por células genéticamente idénticas, pero con funciones especializadas. Así, dentro de un biofilm encontramos bacterias que se encargan de formar la matriz o pegamento que mantiene unida la colonia o bacterias que participan en la movilidad y el establecimiento del biofilm. Para mantener la viabilidad de estas comunidades microbianas, es necesario que se mantenga un equilibrio entre los distintos tipos celulares, porque si no el biofilm podría volverse demasiado rígido o, por el contrario, desintegrarse.
En este estudio, se ha conseguido controlar el crecimiento de los biofilms gracias a la variación de la proporción de los distintos tipos de células. Este hecho se debe al desarrollo de un novedoso dispositivo de microfluídica que, combinado con una matriz de electrodos múltiples, permite aplicar descargas eléctricas localizadas. De esta forma, se ha logrado que las células móviles se multipliquen más fácilmente que las de la matriz, lo cual genera que el biofilm no esté suficientemente cohesionado y se desintegre.
Una de las claves de este efecto es el papel de los iones en el funcionamiento celular. Jordi Garcia Ojalvo, catedrático de Biología de Sistemas de la UPF y autor del estudio, detalla que “la regulación del comportamiento de bacterias mediante el control de su composición iónica es aún poco conocida”. Y su compañero Colin Comerci, primer autor del estudio, añade que “las señales electroquímicas que usamos son similares a las señales usadas durante el desarrollo en organismos más complejos como ranas, peces o incluso humanos. Por eso, nuestros descubrimientos pueden ofrecer analogías con otros sistemas biológicos”.
Este hallazgo proporciona una nueva herramienta de control de los biofilms, pudiendo modificar la composición y el desarrollo de los mismos. Así, se puede conseguir desestabilizar estas comunidades bacterianas y conseguir poner remedio a la gran resistencia que los biofilms presentan contra los antibióticos.
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.
