Investigadores buscan evitar que bacterias se unan y generen infecciones difíciles de combatir

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A través de vibraciones sonoras a estos microorganismos.

Un equipo de investigadores de la Universidad Peruana Cayetano Heredia (UPCH) se ha propuesto desafiar a las bacterias más implacables, a aquellas que viven agrupadas dentro de una sustancia gelatinosa que ellas mismas generan, conocida como biofilm, la cual las protege y permite que causen infecciones resistentes a los antibióticos, y también daños persistentes a los materiales, especialmente a los instrumentos médicos, así como a tuberías e instalaciones industriales.

El estudio cuenta con un financiamiento del Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica (Concytec), en convenio con el Banco Mundial, que asciende a 349 mil 440 soles; y es uno de los 190 proyectos de investigación aplicada que estas instituciones subvencionan y que se prevé concluirán en el 2021.

Estos investigadores -liderados por el Dr. Daniel Guerra Giraldez, director del Laboratorio de Moléculas Individuales de la Facultad de Ciencias de la UPCH- están optando por un método singular para combatir la formación de biofilm. Ellos estudian el comportamiento de las bacterias Pseudomonas aeruginosa, que son las más propensas a formar esta sustancia. Están analizando sus sentidos. Presumen que es el tacto el que las orienta para saber si están en una superficie dura a la que pueden adherirse seguras.

Para el doctor Guerra, la resistencia de una bacteria cuando se mueve dentro de un fluido que la trata de arrastrar de un lado a otro, genera un estrés mecánico distinto a cuando está pegada y tiene una tensión. “Esa percepción mecánica le dice a la bacteria que está adherida a algo y que puede crecer como biofilm, y en ese tipo de información es que vamos a interferir mediante vibraciones sonoras”, añade.

“Entonces, vamos a engañarlas. Si su percepción es mecánica, pues con estímulos mecánicos las engañamos”, dice el investigador, al precisar que producirán sonidos de diferentes frecuencias usando materiales piezoeléctricos, un tipo de cristal que, al aplicarle diferentes voltajes, cambia de tamaño, se extiende o se contrae, alterando así la vida de las bacterias y evitando que formen el biofilm y, por ende, previniendo las infecciones incurables, así como de las enormes corrosiones de diversos materiales.

Efectos irreparables del biofilm

El biofilm provee una barrera física a las bacterias, por lo que están fisiológicamente adaptadas para subsistir ante condiciones extremas de inanición y toxicidad. A diferencia de las que están libres y viajan veloces, las bacterias en biofilm actúan de manera más lenta, pero pueden corroer y generar daños irreparables constantes al espacio que las alberga y, a la vez, aguardar pacientes el momento oportuno para volver a diseminar bacterias planctónicas como quien esparce una mala semilla.

Los espacios o materiales vulnerables para la formación de biofilm son casi todos los imaginables, desde recipientes o tuberías plásticas, superficies de acero inoxidable, cubiertas externas de barcos, incluso implantes dentales o instrumentos médicos, hasta partes del organismo humano. No obstante, las industrias del petróleo y gas, así como aquellas que operan con redes de tuberías son las que más padecen el efecto dañino del biofilm, debido a la corrosión inducida por microorganismos (MIC, por sus siglas en inglés), lo cual demanda millonarias sumas de dinero en reparación o cambio de instalaciones.

Los más propensos a infecciones resistentes

El doctor Daniel Guerra explica que las bacterias patógenas que, de manera más frecuente, causan sufrimiento y morbilidad en personas inmunosuprimidas o internos hospitalarios son Pseudomonas aeruginosa, especialmente predispuestas a formar un biofilm. Si estas se adhieren a una parte del cuerpo humano la situación puede ser sumamente complicada, ya que los antibióticos y el sistema inmune no pueden contra ellas por lo que se establece un malestar crónico incurable, que puede terminar con la extirpación quirúrgica del tejido contaminado.

“Los más vulnerables, frente a esta bacteria, son quienes padecen fibrosis quística porque sus pulmones son un caldo de cultivo, ya que mueren muchas células de los alveolos”, detalla el investigador, y agrega que, si se genera una infección bacteriana y se forma el biofilm, este será difícil de tratar por lo que generalmente el paciente fallece.

Otro caso típico, señala Guerra, es la infección urinaria. Ante una infección urinaria aguda, una persona puede sufrir unas semanas y se cura con antibióticos, “pero si alguna de las bacterias se adhirió a la superficie de su tracto urinario, permanecerá como biofilm esperando una mejora de las condiciones para reproducirse y volver a dispersar bacterias generando otra vez una infección con la misma cepa, ya que esta nunca se fue”.

Estas infecciones pueden adquirirse en los hospitales o en cualquier otra parte, debido a que los pacientes con fibrosis quística o infecciones agudas están en una situación susceptible. Por ello, en cualquier caso, es importante cuidar los utensilios médicos, especialmente aquellos que van a estar en contacto con el cuerpo del paciente, como los catéteres o las bolsas recolectoras.