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. 

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(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.


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