Biofilms

A pesar de que siempre hablamos de la bacteria como ente único, en realidad, en su ecosistema, no viven aisladas. Es frecuente pensar en ellas tal y como se muestran a la luz del microscopio, pero esta es una visión no muy peculiar de la forma de vida de estos organismosSituadas en cualquier superficie, desde las lentillas a la superficie de nuestra piel, desde el pomo de una puerta hasta el interior de las conducciones de aire acondicionado, son organismos que están presentes en zonas terrestres que no nos imaginaríamos que pudiera existir vida: aguas termales, salinas, en medios con pH elevadísimos o cercanos a 1, y para ello, no solo utilizan sus características individuales, sino también el concepto de comunidad.

Esta idea de que las bacterias son organismos individuales, que flotan o nadan en una suerte de medio líquido o gelatinoso, es una visión transmitida por la forma en cómo son estudiadas las bacterias en el laboratorio. El microbiólogo prepara medios de cultivo adecuados para el tipo de bacteria, de forma que estos organismos prosperan en condiciones favorables suspendidos en algún tipo de fluido o gelatina (agar) que de ninguna manera es el reflejo de cómo se comportan en el medio natural, por lo que las bacterias que han sido cultivadas en el laboratorio se comportan de forma diferente a como lo hacen en la Naturaleza.

Las bacterias se suelen organizar en complejos entramados, en los que existen una suerte de mecanismos de comunicación entre los individuos, inmersos en películas de aspecto mucoso fruto de la liberación de un material extracelular. Estas películas o biofilms o biopelículas, están en cualquier sitio, la placa dental, las lentillas o gafas, el limo de cualquier recipiente que contiene agua, esa capa resbaladiza de muchas rocas en las proximidades de arroyos, … Pero esto no es todo, dentro de un mismo biofilm podemos encontrar distintos tipos bacterianos que están estructurados en distintas capas formando microcolonias aprovechando las peculiaridades particulares de cada tipo en beneficio del conjunto.

No pudieron ser estudiados estos sistemas hasta la aparición de técnicas microscópicas como la microscopía confocal, que permitió el estudio de las capas profundas de los biofilms. Esta tecnología microscópica permite hacer un barrido de la película en todo su grosor y ver planos de ésta a distintas profundidades, reconstruyendo después la estructura tridimensional del biofilm.

De estos estudios se pudo comprobar que las bacterias son únicamente una pequeña parte de la estructura, el resto es una materia de tipo mucilaginoso secretada por las propias bacterias, llamada matriz extracelular, que absorbe agua y captura pequeñas partículas. En su interior, el agua fluye llevando a las colonias bacterianas nutrientes disueltos y retirando los productos de desecho, que frecuentemente son utilizados por otros tipos bacterianos que forman parte de la estructura y que están convenientemente distribuidos según sus intereses.

El flujo de nutrientes no es total en toda la dimensión del biofilm, en las zonas centrales, la llegada de nutrientes está de alguna manera regulada por la actividad de las situadas en la periferia, de la misma manera que éstas están afectadas por la actividad metabólica de las bacterias que situadas en la zona central de biofilm. Tanto es así, que elementos importantes para el tipo de metabolismo, como el oxígeno, puede variar su concentración de forma significativa en centésimas de milímetro. Esto es un indicativo de que en el mismo biofilm existe diversidad de ambientes bioquímicos.

Los biofilms pueden ser beneficiosos o perjudiciales, dependiendo en qué superficie se encuentran situados y la composición bacteriana.

Lecturas:

Lawrence JR, Korber DR, Hoyle BD, Costerton JW, Caldwell DE, Optical sectioning of microbial biofilms, J Bacteriol 1991 Oct;173(20):6558-67

Lawrence JR, Neu TR., Confocal laser scanning microscopy for analysis of microbial biofilms. Methods Enzymol. 1999;310:131-44

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