En un nuevo estudio publicado en el Revista de química biológica ( JBC ), Investigadores de la Universidad de Notre Dame y la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han descubierto que la bacteria Pseudomonas aeruginosa, un patógeno que causa neumonía, sepsis y otras infecciones, comunica señales de angustia dentro de un grupo de bacterias en respuesta a ciertos antibióticos. Se encontró que esta comunicación varía según la colonia y sugiere que esta bacteria puede desarrollar comportamientos protectores que contribuyen a su capacidad para tolerar algunos antibióticos.

"Hay una falta general de comprensión sobre cómo las comunidades de bacterias, como el patógeno oportunista P. aeruginosa, responder a los antibióticos, "dijo Nydia Morales-Soto, científico investigador senior en ingeniería civil y ambiental y ciencias de la tierra (CEEES) en la Universidad de Notre Dame y autor principal del artículo. "La mayor parte de lo que sabemos proviene de estudios sobre comunidades de biopelículas estacionarias, mientras que se sabe menos sobre el proceso de antemano cuando las bacterias están colonizando, extendiéndose y creciendo. En este estudio, nuestro equipo de investigación revisó específicamente el comportamiento de las bacterias durante este período y lo que eso puede significar para la resistencia a los antibióticos ".

El comportamiento informado fue causado por tobramicina, un antibiótico de uso común en entornos clínicos, y resultó en una respuesta de señal dual. Como este antibiótico se aplicó a una colonia de P. aeruginosa, la bacteria produjo una señal a un área localizada de la colonia, una señal de quinolona de Pseudomonas (PQS) que se sabe que ocurre, así como una segunda, respuesta de toda la comunidad, conocido como alquil hidroxiquinolina (AQNO).

El equipo mapeó la producción de cada respuesta espacialmente, y determinó que P. aeruginosa es capaz de producir PQS en pequeñas bolsas a concentraciones significativamente más altas que las registradas anteriormente. Estos hallazgos ayudaron a asegurar la selección del artículo como "Elección del editor de JBC, "un reconocimiento que solo se otorga al 2 por ciento superior de los manuscritos publicados en la revista durante un año determinado.

El estudio mostró que PQS y AQNO son respuestas reguladas de forma independiente que comunican intencionalmente mensajes diferentes. Adicionalmente, esto significa que el tipo de bacteria puede tener alguna capacidad para proteger a la colonia de algunas toxinas externas mientras las bacterias aún se encuentran en una fase colonizadora.

"Aunque la respuesta de AQNO identificada en el documento es un comportamiento dependiente del estrés, es un mensaje químico tan nuevo que aún no ha sido etiquetado definitivamente como una señal. A pesar de que, basado en nuestros hallazgos, creemos que es, "dijo Joshua Shrout, profesor asociado de CEEES y profesor asociado concurrente de ciencias biológicas en la Universidad de Notre Dame y coautor del artículo. "A pesar de todo, este trabajo abre una nueva ventana para comprender el comportamiento de P. aeruginosa y potencialmente cómo esta bacteria promueve la tolerancia a los antibióticos ".

El estudio, que fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud, pudo identificar una respuesta de comportamiento bacteriana única debido al método de investigación distintivo del equipo. El grupo utilizó espectroscopía Raman y espectrometría de masas para completar un análisis deliberado, píxel por píxel, de cientos de miles de píxeles en sus imágenes químicas. Este proceso detallado es lo que permitió a los investigadores identificar las dos respuestas químicas distintas de las bacterias a la tobramicina, que de otra manera se puede pasar por alto fácilmente. El método también es un proceso único desarrollado por este equipo específico de investigadores.