BIBLIOTECA HORTICULTURA

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Los biofilms, comunidades bacterianas organizadas

Los biofilms, comunidades bacterianas organizadas

Beatriz Riverón, Bioquímico farmacéutica

Los biofilms o biopelículas son comunidades biológicas con un alto grado de organización, donde las bacterias forman agrupamientos estructurados, coordinados y funcionales, estableciendo patrones elaborados y definidos.

Se trata de comunidades bacterianas que se adhieren a una superficie, embebidas en matrices poliméricas producidas por ellas mismas.

Presentan un alto grado de organización estructurado, coordinado y funcional, pudiendo desarrollarse en cualquier superficie húmeda, ya sea biótica o abiótica. Esta asociación de organismos en biopelículas constituye una forma de protección, favoreciendo las relaciones simbióticas y permitiendo la supervivencia en ambientes hostiles.

Hasta hace poco tiempo, los detalles moleculares de la formación de biopelículas no se conocían bien. Las bacterias integran la información del medio ambiente, como la presencia de los nutrientes, en la expresión génica apropiada mediante “quorum sensing” (detección de quórum) y mensajeros como dinucleótidos cíclicos y ARN (ácidos ribonucleicos) reguladores.

Las biopelículas son frecuentes en el mundo vivo, habitando las tuberías de alcantarillado, los mostradores de la cocina e incluso la superficie de nuestros dientes. Son responsables de la mayoría de las infecciones crónicas y recurrentes. Las bacterias asociadas en estas estructuras son altamente resistentes a los antibióticos.

Su investigación ha demostrado que estas biopelículas son utilizadas para sistemas sofisticados de comunicación entre los microorganismos conteniendo una sólida capacidad de memoria.

Se ha demostrado que, en estos biofilms, el desarrollo de las células sigue patrones elaborados, una característica que anteriormente solo se había asociado con organismos eucariontes como plantas y animales.

Se está verificando que las biopelículas son mucho más sofisticadas de lo que se creía, y que el concepto de patrón celular durante el desarrollo es mucho más antiguo de lo que se pensaba anteriormente. Aparentemente, la capacidad de las células para segmentarse en el espacio y en el tiempo no solo surgió con las plantas y los vertebrados, sino que puede remontarse más de mil millones de años.

Por ejemplo, Bacillus subtilis, una bacteria que se encuentra en el suelo, desarrolla biopelículas en que sus colonias forman anillos concéntricos, constituidos por células de diferentes tipos, organizándose según patrones definidos y complejos en forma regulada. A medida que la biopelícula se expande y se consumen nutrientes, una "ola" de agotamiento de éstos se mueve a través de las células dentro de la comunidad y “congela” un “reloj molecular” dentro de cada organismo en un momento y posición específicos, creando una intrincada estructura definida de segmentos repetidos de distintos tipos celulares.

Los hallazgos del estudio ofrecen implicaciones para una multitud de áreas de investigación. Debido a que las biopelículas son omnipresentes en nuestras vidas, son de interés en aplicaciones que van desde la medicina hasta la industria alimentaria e incluso la militar.

A partir de este comportamiento bacteriano, se establecen nuevos paradigmas para estudiar patrones de desarrollo que permiten proporcionar algunas respuestas difíciles de obtener en sistemas de vertebrados y plantas, ya que las bacterias ofrecen sistemas experimentales más accesibles, que pueden explicar nuevos conceptos en el campo del crecimiento y evolución de estos organismos.


Fuentes
Rabin , N.; Zheng, Y.; Opoku-Temeng, C.; Du, Y.; Bonsu, E.; Sintim, H. O. (2015).
Biofilm formation mechanisms and targets for developing antibiofilm agentes.
Future Med Chem, 7(4):493-512.

Venkatesan , N.; Perumal , G.; Doble, M. (2015).
Bacterial resistance in biofilm-associated bacteria
Future Microbiol, 10(11):1743-50.

Chou , K. T.; Lee , D. Y. D.; Chiou , J. G.; Galera-Laporta , L.; Ly , S.; Garcia-Ojalvo , J.; Süel, G. M. (2022).
A segmentation clock patterns cellular differentiation in a bacterial biofilm.
Cell, 185(1):145-157.e13.

Riverón, B.
Los biofilms. Composición, efectos y control - La importancia de los biofilms en la seguridad y deterioro de los alimentos
Agosto 2016. 4 Págs. Biblioteca de Horticultura

Imagen
https://phys.org/news/2022-01-simple-bacteria-elaborate-patterns.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=daily-nwletter Acceso el 10/01/2022.