Las bacterias se comunican por impulsos el¨¦ctricos, como las neuronas

Las bacterias se comunican entre ellas a trav¨¦s de se?ales el¨¦ctricas, de la misma forma que lo hacen las neuronas en el cerebro. Una colaboraci¨®n entre la Universidad Pompeu Fabra (UPF) y la Universidad de California en San Diego publica en la revista Nature un estudio que ofrece ¡°una perspectiva radicalmente nueva¡± de c¨®mo se pudo originar el sistema nervioso en los humanos y el resto de animales, cuenta Jordi Garcia-Ojalvo, el ¨²nico autor espa?ol y director del Laboratorio de Din¨¢mica de Sistemas Biol¨®gicos de la UPF.

Los cient¨ªficos sometieron a huelga de hambre a una colonia de bacterias de la especie Bacillus subtilis dispuestas en un biofilm, una estructura similar a aquella pel¨ªcula pringosa que se engancha en el fregadero despu¨¦s de lavar los platos. Las bacterias situadas en el centro del biofilm mandaron impulsos el¨¦ctricos a sus compa?eras de la periferia para comunicar la situaci¨®n de estr¨¦s. Las bacterias vecinas amplificaron la se?al hasta llegar a las c¨¦lulas m¨¢s exteriores ¨Clas primeras en recibir los pocos nutrientes que les suministraban los investigadores¨C, que dejaron de crecer para que las bacterias centrales pudiesen alimentarse.

Se trata de ¡°un conflicto social entre el centro y la periferia¡±, resume Garcia-Ojalvo sobre una aut¨¦ntica guerra metab¨®lica para conseguir alimento. Pero en esta batalla nadie muere. La comunidad bacteriana del biofilm oscila y para de crecer durante un rato para dar tiempo a las c¨¦lulas centrales de picar algo. ¡°Es como si el biofilm respirara¡±, describe, sobre el movimiento que hace sobrevivir a las bacterias centrales para que las m¨¢s exteriores puedan continuar creciendo.

Estas colonias de bacterias son una de las causas m¨¢s importantes de infecci¨®n en los hospitales, donde por mucho que laven y desinfecten hay pel¨ªculas de bacterias que cuesta mucho eliminar

La observaci¨®n in¨¦dita de este mecanismo de comunicaci¨®n entre bacterias es muy similar al de las neuronas, aunque mucho m¨¢s simple y lento que una sinapsis. Por un lado, el potasio es la ¨²nica moneda de cambio de estos microorganismos mientras que las c¨¦lulas nerviosas se sirven de potasio y sodio para comunicarse. Por el otro, el di¨¢logo bacteriano dura horas mientras que las neuronas se comunican en cuesti¨®n de milisegundos.

¡°Estamos viendo el antecedente evolutivo del comportamiento neuronal¡±, Garcia-Ojalvo lanza una hip¨®tesis que podr¨ªa ayudar a entender mejor las auras asociadas a la migra?a y la epilepsia. Si los dos sistemas son similares, la comunicaci¨®n bacteriana en un biofilm permitir¨ªa dise?ar un sistema experimental m¨¢s sencillo para analizar los precursores de estos comportamientos patol¨®gicos en el cerebro.

Esta observaci¨®n es la primera prueba de comunicaci¨®n el¨¦ctrica entre bacterias, unos microorganismos que hasta ahora se hab¨ªan analizado en el laboratorio de forma aislada y sobre fluidos. En cambio en biofilms, ¡°el contexto nativo¡± de estas c¨¦lulas, los cient¨ªficos han podido observar c¨®mo se comunican entre ellas gracias al potencial el¨¦ctrico de la membrana celular donde se encuentran los canales i¨®nicos, que ya se hab¨ªan descrito en bacterias. ¡°Pero no sab¨ªamos porqu¨¦ los ten¨ªan¡±, admite Garcia-Ojalvo.

El hallazgo que se publica hoy en Nature es la segunda parte de una investigaci¨®n anterior, publicada hace tres meses por el mismo equipo de investigaci¨®n, que observ¨® la din¨¢mica de la colonia bacteriana para sobrevivir a amenazas exteriores y el porqu¨¦ las bacterias del centro nunca mueren.

Estas colonias de bacterias son una de las causas m¨¢s importantes de infecci¨®n en los hospitales, donde por mucho que laven y desinfecten hay pel¨ªculas de bacterias que cuesta mucho eliminar. ¡°Estos microorganismos pueden generar resistencia sin necesidad de mutar, solo con su capacidad de estar unidas en una estructura como un biofilm¡±, describe Garcia-Ojalvo sobre la naturaleza de estos microorganismos.