Biología

Diminutos amortiguadores ayudan a las bacterias a permanecer dentro del cuerpo

(NC&T) El equipo, formado por investigadores de la Universidad de Washington en Seattle y del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zurich, ha estudiado cómo la bacteria E. coli se pega a las membranas mucosas del cuerpo. En su anterior investigación, estos científicos explicaron que las protuberancias tienen una proteína adhesiva llamada FimH en su punta, que las enlaza de una forma inusual a una molécula de azúcar en la superficie.

La combinación del FimH-azúcar se fortalece cuando se ejerce una fuerza de arrastre sobre la bacteria. En lugar de ser barrida por los fluidos que se mueven a través del cuerpo humano, la bacteria se agarra aún más vigorosamente, lo que le permite permanecer en su sitio y desatar una infección como las observadas, por ejemplo, en el tracto urinario. El singular amarre, que aprovecha un efecto mecánico conocido, se despega cuando la fuerza sobre las bacterias es pequeña o inexistente.

En la nueva investigación, los científicos han averiguado que las propiedades mecánicas de las protuberancias, semejantes a correas elásticas, desempeñan un papel importante en la tenacidad con que la E. coli se aferra a las superficies de las mucosas. Las diminutas protuberancias semejantes a fibras están compuestas por segmentos de proteína ensambladas en forma de una hélice herméticamente enrollada, de sólo siete nanómetros de ancho. Los investigadores encontraron que bajo fuerza, las protuberancias se estiran en muchas veces su longitud original, como si los segmentos de proteína se desenrollaran uno por uno. Si la fuerza sobre ellas disminuye, pasan a estar enrolladas, manteniendo la tensión del enlace entre la bacteria y la membrana mucosa.

Los investigadores piensan que las características mecánicas y adhesivas del sistema han evolucionado de manera conjunta para ayudar a las bacterias a persistir en ambientes difíciles dentro del organismo parasitado.

Bacterias en el cuerpo
Ilustración de la bacteria E. coli con sus protuberancias en forma de pelo que se unen a las moléculas de una superficie. (Foto: Sheila Luna, ETH Zurich)
Al investigar estas protuberancias, se ha descubierto algo que es esencialmente un dispositivo nanotecnológico mecánico creado por la naturaleza, y los científicos tienen ahora la oportunidad de adaptar tal sistema para la biotecnología, o incluso para otros usos técnicos. El hallazgo también mejora el conocimiento estratégico que se requiere para poder luchar contra las bacterias que persisten en los ambientes turbulentos, como en el tracto urinario humano o los intestinos.


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