La formación de persistentes es una característica importante de bacterias como Escherichia coli (E. coli). Estas células nocivas, que pueden permanecer inactivas, son muy resistentes a los tratamientos antimicrobianos y son responsables de varias infecciones crónicas recurrentes con síntomas comunes como dolor de estómago intenso, vómitos y diarrea sanguinolenta.

Se cree que la formación de células persistentes es una de las estrategias más importantes de bacterias como E. coli para sobrevivir bajo tratamiento farmacológico y condiciones adversas. Pero se sabe poco sobre cómo se forman y funcionan, principalmente debido a limitaciones técnicas en estudios previos.

En un artículo reciente publicado en Frontiers in Microbiology el 4 de agosto, los investigadores utilizaron una técnica llamada "espectroscopia Raman" para identificar las características clave de las células persistentes de E. coli.

"Actualmente, la mayor parte del trabajo se ocupa de los persistentes a nivel de toda la población", dijo el Dr. Wang Chuan de la Universidad de Hong Kong. "Hay dos mejoras significativas en nuestro estudio. En primer lugar, las actividades bioquímicas sintéticas y metabólicas de las células persistentes de E. coli se analizan sobre la base de su cantidad molecular, en lugar de simplemente observar la tasa de división y/o el estado de crecimiento. En segundo lugar, nuestro las observaciones surgen de investigaciones en células individuales en lugar del nivel 'promedio' de toda la población de bacterias persistentes". Se ha demostrado que este enfoque en las células individuales es importante para comprender cómo funcionan las células persistentes.

La técnica que los investigadores han aplicado para comprender las células persistentes es la espectroscopia Raman. Es un método bien conocido de análisis químico basado en la luz. La luz excita la muestra creando una vibración. Esa vibración se puede leer e interpretar con precisión. Los resultados de la espectroscopia Raman a menudo se describen como una "huella digital" de las moléculas dentro de las células. A través de la técnica de espectroscopia Raman, los investigadores pueden crear un perfil de las células persistentes que se puede utilizar para identificar posteriormente células similares.

Tradicionalmente, se ha considerado que las células persistentes existen en un estado latente, ya que no crecen mientras se someten a estrés como un tratamiento antimicrobiano. Sin embargo, los investigadores encuentran que la actividad metabólica de las células persistentes de E. coli es significativamente mayor que la de las cepas de referencia de E. coli. "Este importante nuevo hallazgo implica que las células persistentes permanecen activas incluso en su estado latente, y esta podría ser una de las formas cruciales en que pueden sobrevivir a un tratamiento antimicrobiano de alta dosis", dijo el profesor Jin Lijian de la Universidad de Hong Kong.

"Con base en la tecnología de espectroscopia Raman avanzada, nuestro estudio evaluó por primera vez los niveles relativos de síntesis bioquímica en las células persistentes de E. coli durante su formación y reanimación, lo que indica que estas células persistentes pueden desarrollar estrategias intrínsecas a través de la regulación negativa de la tasa de replicación mientras mejorar la biosíntesis para la supervivencia y la recuperación posterior", dijo Chen Rongze, coautor del artículo y estudiante de doctorado del Centro de Células Únicas, Instituto de Bioenergía y Tecnología de Bioprocesos de Qingdao (QIBEBT) de la Academia de Ciencias de China.

Es importante destacar que este nuevo estudio revela además que la actividad metabólica de E. coli persiste en diferentes condiciones y un mayor nivel de sus actividades metabólicas en comparación con las cepas de referencia de E. coli.

Los investigadores esperan que los hallazgos actuales puedan conducir a descubrimientos adicionales en un futuro cercano. "De hecho, hemos desarrollado un nuevo instrumento llamado CAST-R (Clinical Antimicrobial Susceptibility Test Ramanometry) para identificar y caracterizar los persistentes, de modo que las investigaciones puedan extenderse a otros patógenos y eventualmente aplicarse en clínicas, revelando los mecanismos de patogenicidad microbiana. para desarrollar estrategias y enfoques terapéuticos personalizados y novedosos", dijo el profesor Xu Jian del Single-Cell Center, quien codirigió el estudio. + Explora más

El crecimiento anormal de células bacterianas podría estar relacionado con la resistencia a los antimicrobianos