La consistencia afecta el movimiento de bacterias | 08 DIC 23

Las propiedades viscoelásticas del moco influyen en el crecimiento bacteriano

Un nuevo estudio muestra que una mucosidad más espesa potencia la capacidad de las bacterias para autoorganizarse en enjambres para propagar infecciones
Autor/a: Wentian Liao, Igor S Aranson Fuente: PNAS Nexus, Volume 2, Issue 9, September 2023, pgad291  Viscoelasticity enhances collective motion of bacteria

La viscoelasticidad mejora el movimiento colectivo de las bacterias

Resumen

Las bacterias forman la microbiota humana y animal. Son las principales causas de muchas infecciones y constituyen una clase importante de materia activa. Las suspensiones bacterianas concentradas exhiben una locomoción y un enjambre de tipo turbulento a gran escala. Si bien el comportamiento colectivo de las bacterias en los fluidos newtonianos se comprende relativamente bien, muchas preguntas fundamentales siguen abiertas para los fluidos complejos. Aquí, informamos sobre el movimiento bacteriano colectivo en un entorno viscoelástico biológico no newtoniano representativo ejemplificado por el moco. Los experimentos se realizan con moco gástrico porcino sintético, moco cervical natural de vaca y una solución de polímero similar a Newton. Hemos descubierto que un aumento en la concentración de mucina y, correspondientemente, un aumento en la elasticidad de la suspensión aumenta de manera monótona la escala de longitud de la locomoción bacteriana colectiva. Por el contrario, esta longitud permanece prácticamente sin cambios en una solución de polímero newtoniano en un amplio rango de concentraciones. Las observaciones experimentales están respaldadas por modelos computacionales. Nuestros resultados proporcionan información sobre cómo la viscoelasticidad afecta la organización espaciotemporal de la materia activa bacteriana. También amplían nuestra comprensión de la colonización bacteriana de las superficies mucosas y la aparición de resistencia a los antibióticos debido al enjambre.


Declaración de importancia

El moco, una sustancia viscoelástica parecida a un gel, es esencial para muchas funciones biológicas. El moco recubre las superficies de las células y los tejidos. Es permeable al oxígeno y a los nutrientes y protege contra patógenos como bacterias, hongos y virus. Comprender la motilidad bacteriana en fluidos similares al moco proporciona información sobre las infecciones nacidas de bacterias, incluidas las enfermedades gástricas y de transmisión sexual. Este trabajo demuestra que la viscoelasticidad del moco mejora la organización bacteriana, lo que lleva a la aparición de grupos bacterianos que se mueven coherentemente. Los resultados arrojan luz sobre cómo la viscoelasticidad controla la organización espaciotemporal de las comunidades bacterianas y proporcionan información sobre cómo controlar y prevenir la invasión bacteriana de las superficies mucosas.


Comentarios

Un nuevo estudio muestra que una mucosidad más espesa potencia la capacidad de las bacterias para autoorganizarse en enjambres para propagar infecciones

Los resfriados, los estornudos y los golpes de nariz que moquean son las características de la temporada de resfriados y gripe, y ese aumento del moco es exactamente lo que las bacterias usan para montar un ataque coordinado contra el sistema inmunológico, según un nuevo estudio de investigadores de Penn State. El equipo descubrió que cuanto más espesa es la mucosidad, mejor pueden proliferar las bacterias. Los hallazgos podrían tener implicaciones para los tratamientos que reducen la capacidad de propagación de las bacterias.

El estudio, publicado en la revista PNAS Nexus, demuestra cómo las bacterias utilizan el moco para mejorar su capacidad de autoorganizarse y posiblemente provocar infecciones. Los experimentos, realizados con moco sintético del estómago de cerdo, moco cervical natural de vaca y un compuesto polimérico soluble en agua llamado polividona, revelaron que las bacterias coordinan mejor el movimiento en el moco espeso que en sustancias acuosas.

Los hallazgos proporcionan información sobre cómo las bacterias colonizan el moco y las superficies mucosas, dijeron los investigadores. Los hallazgos también muestran cómo el moco mejora el movimiento colectivo bacteriano, o enjambre, lo que puede aumentar la resistencia a los antibióticos de las colonias bacterianas.

 

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