domingo, 29 de octubre de 2017

Filman en tiempo real cómo las bacterias se transmiten la resistencia a los antibióticos

El vídeo que os voy a enseñar es fascinante. Hay que estar muy atentos porque el fenómeno ocurre muy rápidamente. 

Investigadores del Departamento de Microbiología y Parasitología de la Universidad de Navarra han filmado por primera vez en la historia cómo las bacterias se comunican y transmiten en tiempo real la resistencia a los antibióticos, uno de los grandes problemas sanitarios de este siglo XXI.

En concreto, los investigadores han conseguido filmar mediante sofisticadas técnicas cómo tras la aparición de los dos primeros mutantes resistentes a los antibióticos, esta resistencia se transmite muy rápidamente entre toda la población bacteriana presente en el ensayo. Al final del experimento, la mayoría de las bacterias se han hecho resistentes a los antibióticos y serán capaces de sobrevivir cuando se administre el antimicrobiano.

El experimento permitirá entender mejor cómo ocurre este fenómeno de la resistencia a los antibióticos y desarrollar nuevas técnicas para evitar su extensión. Algunos ya reclaman el premio Nobel para estos investigadores. Sencillamente, ¡im-presionante!




;-)

lunes, 16 de octubre de 2017

E. coli muy “espacial”


Las bacterias en el espacio son más pequeñitas,
pero tienen la pared más gorda


Quizá uno de los primeros experimentos sobre qué les pasa a las bacterias cuando viajan al espacio lo hicieron los rusos. El primer artículo que he podido encontrar sobre el tema es de un tal Zaloguyev y col. de 1984 publicado en Dokl Akad Nauk SSSR (1). El artículo está en ruso, pero el Departamento de Defensa de la EE.UU. es muy majo y te da acceso a una traducción del abstract en inglés (de cuando la carrera espacial y los espías norteamericanos traducían al inglés lo que publicaban los rusos y se lo pasaban a sus científicos de la NASA).

El artículo resume los resultados que realizaron en julio de 1982 en la estación espacial rusa Salyut 7 en la misión Soyuz T6. Compararon el comportamiento en el espacio de varias cepas de bacterias Gram negativas: dos aisladas de uno de los propios cosmonautas (Escherichia coli y Staphylococcus aureus) y otras dos cepas de colección de laboratorio (otro Escherichia coli y Pseudomonas aeruginosa). Comprobaron que las bacterias en el espacio tenían la pared celular más gruesa y, probablemente por ello, eran más resistentes a los antibióticos.
El artículo te lo puedes descargar de la página del


Después de este trabajo se han realizado otros muchos, bien en las estaciones espaciales o en la Tierra en condiciones de microgravedad en otras bacterias como Burkholderia cepacia, Salmonella typhimurium, Vibrio cholerae, o Bacillus subtilis, en levaduras como Candida albicans y Saccharomyces cerevisiae, o en el alga verde unicelular Chlorella pyrenoidosa.

Ahora se acaba de publicar el último trabajo sobre cómo influye a las bacterias el crecer y multiplicarse en un ambiente de microgravedad durante un vuelo espacial (2). Las bacterias son muy pequeñas para que les afecte directamente la microgravedad, pero parece ser que lo que sí les influye son los cambios que ocurren en la capa de líquido que les rodea. Para ello, enviaron unas Escherichia coli (en concreto, la cepa de laboratorio ATCC 4157) a la Estacional Espacial Internacional y las cultivaron a 30ºC durante 49 horas a distintas concentraciones del antibióticos gentamicina. Los mismos experimentos, en las mismas condiciones (excepto la gravedad), se realizaron en la Tierra. Se compararon así diferencias en el crecimiento de las bacterias, tamaño de las células, grosor de la envoltura celular, ultraestructura y morfología del cultivo.



El astronauta de la NASA Rick Mastracchio muestra el incubador donde se han realizado los experimentos con Escherichia coli en la Estación Internacional Espacial (Fuente: referencia2).

Aunque en principio las bacterias parecían crecer a la misma velocidad, el número de células al final del experimento fue 13 veces mayor en el espacio respecto al experimento en la Tierra. Además, el tamaño medio de las células crecidas en el espacio fue un 37% menor del volumen de los controles terrestres. En el espacio las bacterias reducen su tamaño. También comprobaron, como ya vieron los rusos en la Salyut 7, que el grosor de la pared celular en las bacterias del espacio era mayor que en las crecidas en la Tierra, entre un 25 y un 43% más gruesa.  Además, las bacterias espaciales liberaron más vesículas de membrana que las terrícolas. Todo esto puede estar relacionado con la activación de los mecanismos de resistencia a los antibióticos en condiciones de microgravedad, en el espacio.


Imagen de Escherichia coli en el microscopio electrónico de transmisión. Izquierda, las bacterias crecidas en la Tierra. Derecha, las bacterias crecidas en el espacio. Las bacterias en el espacio son más pequeñas, tienen la pared celular más gruesa e irregular y liberan más vesículas de membrana que cuando son crecidas en nuestro planeta. (Fuente: referencia2).

Por último, comprobaron que las bacterias en la Tierra crecían de forma homogéneamente distribuidas, mientras que en el espacio tendían a formar grumos. Esto, que también se había comprobado en otros experimentos anteriores con otros microorganismos, puede estar relacionado con una mayor capacidad de las bacterias para formar biofilms en el espacio.


Arriba, las bacterias crecidas en la Tierra. Abajo, las bacterias crecidas en el espacio. Las bacterias espaciales tienden a formar grumos y a agregarse. (Fuente: referencia2).

Entender cómo afecta el viajar al espacio a las bacterias es muy interesante, al fin y al cabo, nosotros mismos estamos repletos de bacterias. 

Quizá también te puede interesar:



(1) Zaloguyev y col. [Structural and functional changes in bacterial cells during space flight] Dokl Akad Nauk SSSR. 1984;278(5):1236-7.

(2) Zea y col. Phenotypic Changes Exhibited by E. coli Cultured in Space. Front Microbiol. 2017;8:1598. doi: 10.3389/fmicb.2017.01598.


lunes, 2 de octubre de 2017

Comer caca rejuvenece (al menos en algunos pececillos)


El papel de la microbiota intestinal sobre el envejecimiento

Una microbiota saludable se caracteriza por ser muy diversa taxonómicamente, con muchos grupos distintos de microbios. Diversidad es sinónimo de salud. Sabemos que con la edad la microbiota intestinal cambia, se reduce la diversidad microbiana, disminuyen algunos grupos bacterianos, y aumentan los potenciales patógenos. Y eso se suele asociar con una aumento de procesos inflamatorios.

Una pregunta que nos podríamos hacer es si restituir la microbiota de un anciano por una microbiota “joven” puede tener algún efecto beneficioso, o incluso si podría mejorar las expectativas de vida. Dicho de otro modo, ¿la restauración de la microbiota adulta por una “joven” puede hacer que vivamos mejor o incluso más tiempo?, ¿un cambio de microbiota puede alargarnos la vida?

Estudiar esto en humanos puede ser … complicado. Así que un grupo de científicos se han propuesto investigarlo en animales de vida corta, animales que de normal vivan muy poco tiempo. Para ello, han empleado como modelo el pez killi turquesa (Nothobranchius furzeri), un tipo de carpa pequeñita de agua dulce que vive en charcas y estanques y que se puede cultivar en los acuarios. Estos pececillos tiene una vida media muy corta, solo viven unos pocos meses en cautividad, y por eso se han empleado para investigar el envejecimiento.


Figura 1. (A) Dos ejemplares representativos de peces killi de seis y dieciséis semanas de edad, jóvenes y adultos respectivamente. (B) La diversidad de la microbiota intestinal es mayor en los jóvenes que en los adultos. (Fuente: referencia 1)

Lo primero han comprobado que estos peces tienen una microbiota intestinal muy compleja, con los mismos grupos de bacterias que nosotros, aunque en distinta proporción. Además, al igual que nos ocurre a los humanos, la diversidad y complejidad de su microbiota disminuye conforme los pececillos se van haciendo mayores: no cambian la cantidad de bacterias pero si la diversidad o “riqueza” bacteriana. Por ejemplo, mientras que el intestino de los jóvenes es más rico en los grupos Bacteroidetes, Firmicutes y Actinobacteria, en los viejos predominan las Proteobacterias.

La microbiota intestinal regula la esperanza de vida de los peces killi

Lo que los investigadores han hecho es alimentar peces adultos con el contenido intestinal (caca) de peces jóvenes (más o menos un intestino joven daba para alimentar a dos adultos). Previamente habían tratado a los adultos con un cóctel de antibióticos para reducir su microbiota y favorecer la colonización de las bacterias del intestino de los jóvenes. Se trata de recolonizar el intestino de los peces adultos con bacterias de donantes jóvenes.


Figura 2. Esquema del experimento de transferencia de la microbiota intestinal. Los peces tenía nueve semana y media. Ymt: pez que recibe la microbiota de un ejemplar joven (de seis semanas) después de un tratamiento con antibióticos. Omt: pez que recibe la microbiota de un ejemplar de la misma edad (nueve semana y media) después de un tratamiento con antibióticos. Abx: pez que recibe solo tratamiento con antibióticos, sin microbiota adicional. Cóctel de antibióticos: vancomicina, metronidazol, nemocinina y ampicilina. (Fuente: referencia 1).

Los resultados han sido sorprendentes. Este trasplante de microbiota ha aumentado de forma significativa la esperanza de vida de los peces adultos: si un adulto sin tratamiento no suele vivir mucho más de 20 semanas, con la microbiota “joven” podían llegar casi hasta las 30. Además, en los peces trasplantados se retrasaban algunos comportamiento típicos de la edad adulta y seguían siendo más activos. El “trasplante” previno la disminución de la diversidad microbiana propia de la vejez y se mantuvo una comunidad bacteriana “joven” de forma duradera. Esta microbiota “joven” se asoció al mantenimiento de un sistema inmune saludable, con efectos anti inflamatorios sobre el pececillo. En definitiva, el trasplante de microbiota “joven” fue estable y alargó la vida de los peces en condiciones saludable.


Figura 3. Análisis de la supervivencia. Solo los peces que habían recibido la microbiota de un ejemplar joven (Ymt) sobreviven hasta las 30 semanas. El resto no suelen vivir mucho más de 20 semanas. (Fuente: referencia 1).

En humanos el trasplante fecal se ha empleado para tratar infecciones recurrentes por Clostridium difficile, pero de momento es todavía muy pronto para aventurar si este procedimiento puede alargar nuestra esperanza de vida. Confiemos que este artículo no lo lean los fabricante de esas cremas antiedad milagrosas rejuvenecedoras que regeneran las células a base de oro y caviar, ADN de semillas o baba de caracol, no vaya a ser que a partir de ahora les añadan … caca de pez. A partir de ahora, fíjate bien en la etiqueta de tu crema antiarrugas.