Científicos construyeron un aparato que simula el flujo sanguíneo para mostrar cómo se forman infecciones bacteriales resistentes a los antibióticos.
¡Un germen evolucionado!
Una nueva investigación puede contribuir a explicar por qué las personas se enferman -y mueren- después que entran bacterias en su torrente sanguíneo. Asimismo sugiere por qué algunas de esas infecciones del torrente sanguíneo resisten el tratamiento aún con los antibióticos más poderosos.
En un nuevo artículo que publica la revista Journal of Infectious Diseases, un equipo de investigadores de la Universidad de Michigan demuestra que las bacterias pueden formar grumos resistentes a los antibióticos en muy poco tiempo, aún en un líquido fluyente como la sangre.
Los investigadores hicieron su descubrimiento mediante un aparato especial que construyeron para que simulara la turbulencia y las fuerzas del flujo de sangre, y al cual añadieron una cepa de bacterias que es causa común de las infecciones del torrente sanguíneo.
En apenas dos horas se formaron acumulaciones o grumos de diez a veinte bacterias en el líquido en flujo, aproximadamente el mismo tiempo que toma para que los pacientes humanos desarrollen las infecciones.
Los investigadores también demostraron que estos grumos se forman solamente cuando están presentes ciertas moléculas pegajosas de carbohidratos en la superficie de la bacteria. Los grumos persistieron aún cuando se agregaron dos tipos diferentes de antibióticos, lo cual indica que el mantenerse agrupadas protege a las bacterias flotantes contra los efectos de los medicamentos.
Cuando los investigadores inyectaron los grumos en ratones las acumulaciones de bacteria se mantuvieron intactas aún después de completar muchas travesías del torrente sanguíneo. Los grumos, del tamaño aproximado de una célula roja de la sangre, al parecer sobrevivieron a la filtración que, normalmente, ocurre en los vasos sanguíneos más pequeños y que defiende al cuerpo contra los invasores.
"Este trabajo demuestra que si uno deja que los patógenos bacteriales crezcan en ambientes de fluido dinámicos como los que encuentran en el torrente sanguíneo, ellos empiezan a tomar las características que uno ve en los pacientes", dijo John Younger, autor senior del artículo y director del equipo de médicos, ingenieros y matemáticos que ha estudiado los orígenes de las infecciones del torrente sanguíneo durante años. "El asunto fue cultivar las bacterias en las condiciones físicas que, mecánicamente, ‘se sienten' como el movimiento de la sangre en flujo".
El biorreactor usado para obtener los resultados más recientes se denomina célula Taylor-Couette y usa cilindros concéntricos, uno de los cuales responde a un motor. Los investigadores añadieron un medio líquido de crecimiento al reactor y luego controlaron cuidadosamente la rotación para producir remolinos en el líquido que son similares a los de la sangre. Después añadieron bacterias Klebsiella pneumoniae, la cual es una de las fuentes más comunes de infección del torrente sanguíneo. Los científicos probaron dos antibióticos que los médicos a menudo prescriben contra la sepsis, ceftriaxona y ciprofloxacina. Ninguno fue eficaz para matar a las bacterias agrumadas.
"Cuanto más uno pueda reproducir lo que las bacterias experimentan cuando están en los pacientes, más entiende uno lo que ellas hacen y por qué pueden causar una infección abrumadora en todo un organismo", dijo Younger. "Una vez que sabemos cómo se comportan podemos trabajar de manera inteligente sobre la forma de filtrarlas eficazmente y sacarlas del torrente sanguíneo".
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