Científicos han revelado que las bacterias pueden crear y heredar “memorias” para formar estrategias que resultan en infecciones peligrosas en humanos, incluyendo la resistencia a antibióticos y la formación de enjambres bacterianos. Este hallazgo, realizado por investigadores de la Universidad de Texas (UT) en Austin, muestra que las células bacterianas utilizan el hierro como elemento para almacenar y transmitir esta información a su descendencia durante generaciones.
En términos sencillos
Se ha descubierto que las bacterias son capaces de generar “memorias” que les permiten adaptarse y sobrevivir en entornos hostiles, incluyendo el desarrollo de resistencia a los antibióticos. Investigadores de la Universidad de Texas en Austin han encontrado que las bacterias, como E. coli, pueden usar el hierro para registrar y transmitir información generacional sobre estrategias de supervivencia. Este mecanismo les permite reaccionar de manera más efectiva ante estímulos similares en el futuro.
El hierro no solo es esencial para diversas funciones celulares, sino que también sirve como una especie de “disco duro” para las bacterias, influenciando su comportamiento colectivo. Por ejemplo, niveles bajos de hierro promueven la formación de enjambres bacterianos, mientras que altos niveles favorecen la creación de biofilms. Estas memorias pueden persistir hasta por cuatro generaciones antes de diluirse.
Esta investigación abre un nuevo camino para entender cómo las bacterias interactúan con su entorno y entre sí, lo que podría ser clave para desarrollar nuevos tratamientos antibacterianos. Identificar cómo se transmiten estas “memorias” y cómo influyen en la resistencia a los antibióticos puede permitirnos diseñar estrategias más efectivas para combatir infecciones resistentes.
Estrategias Bacterianas y Resistencia Antibiótica
Las bacterias E. coli usan los niveles de hierro para conservar datos sobre comportamientos que se activan al enfrentarse a ciertos estímulos. Observaciones previas habían notado que bacterias con experiencias de enjambre mejoran su rendimiento en actividades similares posteriores. Sin embargo, las bacterias no poseen neuronas ni sistemas nerviosos, por lo que estas “memorias” se asemejan más al almacenamiento de información en una computadora.
Souvik Bhattacharyya, líder del estudio y profesor en el Departamento de Ciencias Moleculares Biológicas de UT, enfatiza que aunque las bacterias no tienen cerebro, son capaces de recopilar y utilizar información ambiental recurrente para su beneficio.
El Papel del Hierro en la Memoria Bacteriana
El hierro, uno de los elementos más comunes en la Tierra, juega un papel crucial. Las bacterias libres presentan niveles variables de hierro, influenciando su comportamiento: bajos niveles favorecen la formación de enjambres, mientras que altos niveles se asocian con biofilms. Estas memorias de hierro perduran hasta 4 generaciones y desaparecen hacia la séptima.
El estudio sugiere que bajos niveles de hierro activan memorias bacterianas para migrar rápidamente en busca de hierro, mientras que altos niveles señalan un entorno propicio para establecer biofilms.
Implicaciones y Futuro de la Investigación
“Los niveles de hierro son definitivamente un objetivo para los tratamientos terapéuticos porque el hierro es un factor importante en la virulencia” afirma Bhattacharyya. Conocer más sobre el comportamiento bacteriano facilita el desarrollo de terapias para combatir infecciones y abordar la resistencia a los antibióticos.
Los resultados del estudio están publicados en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Esados Unidos y fueron financiados por los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos. Rasika Harshey, profesora de ciencias moleculares biológicas y Mary M. Betzner Morrow Centennial Chair in Microbiology, es la autora correspondiente principal del artículo. Nabin Bhattarai, Dylan M. Pfannenstiel y Brady Wilkins, así como Abhyudai Singh de la Universidad de Delaware, también contribuyeron a la investigación.
Referencias
- N. Bhattarai, D.M. Pfannenstiel, B. Wilkins, et al., “Multigenerational memory in bacterial decision-making,” Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 120, no. 48, pp. 2309082120, Nov. 2023. [Online]. Disponible en el URL: https://doi.org/10.1073/pnas.2309082120
