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Sistema inmune

España revela cómo se mueven las bacterias: un hallazgo que puede frenar las infecciones resistentes

Los resultados mostraron que, al superar un tamaño crítico, los grupos desarrollan corrientes de fuerza coordinadas

Investigadores de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) han desvelado el secreto del movimiento bacteriano: pequeños grupos de bacterias cooperan para desplazarse de manera eficiente incluso en entornos confinados. Este hallazgo, que promete revolucionar la lucha contra infecciones resistentes, muestra cómo la coordinación colectiva permite a los microorganismos optimizar su energía y adaptarse a condiciones complejas.

El estudio, publicado en la prestigiosa revista PNAS, revela que estas bacterias actúan como enjambres microscópicos. Cuando se agrupan, coordinan sus movimientos generando patrones persistentes que recuerdan a colmenas de abejas o bancos de peces. Este comportamiento colectivo no solo les permite moverse con eficacia, sino también sobrevivir y prosperar en entornos donde la movilidad individual sería limitada.

Para investigar este fenómeno, el equipo empleó pinzas ópticas, haces de luz capaz de atrapar y manipular objetos microscópicos. Gracias a esta técnica, pudieron confinar pequeños grupos de bacterias y medir directamente las fuerzas que ejercen al moverse. Los resultados mostraron que, al superar un tamaño crítico, los grupos desarrollan corrientes de fuerza coordinadas y patrones en forma de remolino, entrando en un régimen de migración colectiva altamente eficiente.

Cambian de forma y se adaptan

El propio nombre de la bacteria encierra una potente metáfora. Proteus alude al dios griego Proteo, el Viejo del Mar, célebre por su habilidad para cambiar de forma y adaptarse con el fin de escapar de cualquier amenaza. De forma similar, P. mirabilis es capaz de modificar su organización, comportamiento y virulencia en función del entorno, una versatilidad que queda reflejada en los patrones colectivos observados en el laboratorio.

Desde el punto de vista de la física, estos enjambres bacterianos constituyen un ejemplo paradigmático de sistemas vivos fuera del equilibrio. El informe conecta la biología con la termodinámica estocástica, la rama de la física que describe cómo los sistemas pequeños intercambian energía en presencia de ruido térmico. Gracias a este marco teórico, los investigadores han podido cuantificar con precisión cuánto trabajo realizan las bacterias, cuánta energía disipan y cómo ese balance cambia cuando emerge la cooperación colectiva.

Proteus mirabilis

Además, el trabajo tiene importantes implicaciones aplicadas. Proteus mirabilis es responsable de numerosas infecciones del tracto urinario y destaca por su capacidad para colonizar sistemas complejos de almacenamiento de agua. Esta investigación se desarrolló en colaboración con microbiólogos del Hospital Central de la Defensa Gómez Ulla (Madrid), donde la bacteria ha supuesto un problema relevante en contextos militares, al formar biofilms persistentes en depósitos de agua y cantimploras en condiciones de campo adversas.

«Comprender cómo estas bacterias coordinan su movimiento y optimizan el uso de la energía no solo ayuda a entender mejor su biología, sino que puede abrir nuevas vías para controlar la formación de biofilms resistentes, diseñar estrategias antimicrobianas más eficaces e incluso inspirar, a largo plazo, el desarrollo de materiales activos y sistemas artificiales autoorganizados», ha apuntado el centro universitario.