Un estudio realizado por el Instituto de Investigación del Hospital 12 de Octubre (i+12) y la Universidad Complutense de Madrid ofrece nuevas claves para prevenir infecciones nosocomiales, asociadas a los biofilms, o finas películas biológicas, formadas por comunidades bacterianas. El trabajo concluye que estas bacterias no se mueven de forma caótica cuando actúan en grupo, sino que cooperan activamente para optimizar el uso de energía, incluso bajo condiciones extremas de confinamiento. Este hallazgo, publicado en la revista ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’ (PNAS), proporciona una nueva perspectiva para abordar las infecciones intrahospitalarias relacionadas con catéteres, sondas, prótesis e implantes, especialmente críticas en áreas como la Unidad de Cuidados Intensivos (UCI), donde el uso de dispositivos invasivos es frecuente.
Riesgos de las Infecciones por Biofilms
En muchas infecciones, el riesgo se agrava cuando las bacterias forman biofilms, comunidades unidas por una sustancia adhesiva protectora. Estas comunidades bacterianas se adhieren a materiales sanitarios, favorecen la persistencia, dificultan la erradicación y pueden agravar el problema de la resistencia antibiótica. El estudio proporciona claves biofísicas que explican por qué, bajo ciertas condiciones, las bacterias cooperan y migran en grupo, facilitando la expansión sobre superficies artificiales y acelerando la colonización del dispositivo.
Francisco Monroy, investigador del i+12 y de la Universidad Complutense de Madrid, principal autor del estudio, señala que “cuando la bacteria coopera, deja de comportarse como una suma de individuos y pasa a funcionar como un sistema colectivo. Comprender esta mecánica nos permite pensar en prevención: no solo en qué antibiótico utilizar, sino cómo impedir que la colonización se consolide sobre un dispositivo, desde el diseño de superficies y recubrimientos menos susceptibles hasta la identificación de condiciones que interrumpan precozmente la implantación del biofilm antes de que derive en una infección persistente”.
Sobre el Estudio
El estudio, que ofrece una nueva visión sobre los principios físicos que gobiernan el comportamiento colectivo de los microorganismos, se ha centrado en Proteus mirabilis, una bacteria conocida por su extraordinaria capacidad para desplazarse en grupo. Utilizando pinzas ópticas —una técnica que permite atrapar objetos microscópicos con luz láser—, los investigadores confinaron pequeños grupos de bacterias vivas y midieron, con gran precisión, las fuerzas y la energía implicadas en su movimiento, permitiéndoles identificar las condiciones que favorecen la colonización.
A escala microscópica, las partículas se agitan constantemente debido a la temperatura, lo que podría llevar a esperar que las bacterias se movieran de forma desordenada. Sin embargo, el equipo observó un comportamiento muy diferente.
Cuando varias bacterias quedan atrapadas juntas, sincronizan la acción de sus flagelos —los ‘motores’ que utilizan para nadar— y generan corrientes de movimiento persistentes y coordinadas, similares a pequeños remolinos. Este comportamiento colectivo altamente organizado rompe el equilibrio térmico y mantiene un flujo constante de energía. Con el aumento del número de bacterias en el grupo, la fuerza colectiva crece de manera cooperativa hasta alcanzar un umbral crítico. A partir de ese momento, la comunidad actúa como una unidad coherente, centrada en ahorrar energía. Esta cooperación se ha observado incluso en entornos ruidosos e impredecibles y bajo condiciones de fuerte confinamiento, lo que les permite expandirse y moverse con gran efectividad.
Referencia: Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Stochastic motility energetics reveals cooperative bacterial swarming in optical tweezers, Clara Luque-Rioja, Horacio López-Menéndez, Macarena Calero, Niccolò Caselli, Diego Herráez-Aguilar, Juan Pedro G. Villaluenga y Francisco Monroy.
