Físicos descubren cómo las bacterias contaminan conductos del cuerpo y catéteres

Con modelos de la bacteria Escherichia Coli trabajaron un grupo de físicos chilenos y franceses, del Núcleo Milenio Física de la Materia Activa y de la Escuela Superior de Física y de Química Industriales de París, para entender más sobre su forma de nadar, ya que conocer más sobre su movilidad permite hacer frente a la propagación de infecciones.

Lo que encontraron no sólo da cuenta de que estudios previos tenían hipótesis erradas sobre los tiempos en que esta bacteria se mantiene nadando (y por lo tanto avanzando o moviéndose), sino que reveló cómo es que las bacterias infectan rápidamente los catéteres tanto artificiales, como los naturales en lo que los científicos llaman "una súpercontaminación".

Dos hallazgos que podrían explicar el origen de algunas emergencias médicas y tener gran impacto sobre en la prevención de infecciones intrahospitalarias y especialmente aquellas que se producen en conductos internos del paciente, como infecciones renales o al útero, entre otras.

Más de un segundo

En un primer estudio, publicado recientemente en la revista Physical Review X, los físicos analizaron los datos que se tenían sobre el nado de esta bacteria. Estos indicaban que la E. coli nada un lapso de tiempo en línea recta (empujada por sus colas o flagelos), frena un momento, cambia de dirección y sigue nadando. "Los estudios de la década del ‘70 indicaban que la bacteria alternaba los modos de nado y cambio de dirección cada un segundo, siempre con el mismo ritmo", dice Rodrigo Soto, director del Núcleo Milenio Física de la Materia Activa, coautor del estudio.

Tras observar y analizar bacterias por mucho tiempo, se dieron cuenta que cuando la E. coli está en modo de nado, a veces lo hace por mucho más tiempo que un segundo y en otros momentos los nados duran mucho menos de un segundo.

Súper contaminación

Con este nuevo conocimiento, los físicos de ESPCI y del Núcleo Milenio realizaron una segunda investigación, publicada recientemente en la revista Science Advances. Colocaron bacterias de E. coli en el extremo de un tubo delgado, mientras que en el extremo opuesto del tubo se inyectó agua con el fin de empujar hacia afuera del tubo a las bacterias.

"Al empujarlas con el agua, desde el otro extremo del tubo, las bacterias no salían expulsadas del tubo por la presión, sino que entraban más fácilmente a éste y, además, lo hacen de forma muy rápida. ¿Por qué? A las bacterias les gusta nadar contra corriente. Se sabía que eso pasaba y la razón es netamente física. Tiene que ver con cómo interactúan las bacterias con los flujos. Es pura hidrodinámica", explicó Soto.

Lo que ocurre es lo siguiente: las bacterias nadan contra la corriente y sólo cuando hacen la pausa se despegan de las paredes y son arrastradas hacia la salida del tubo, pero luego, cuando vuelven a nadar logran pegarse de nuevo a las paredes y siguen nadando. Y lo hacen por mucho más tiempo que un segundo.

"Observamos que las bacterias se mantenían nadando mucho tiempo, distancias de hasta 10 centímetros, por las paredes del tubo, en contra del flujo, hallazgo que se vincula con nuestro primer estudio. Eso significa que son capaces de contaminar un catéter de forma muy rápida, porque pueden nadar mucho rato contra corriente", dijo el investigador.

Según las estimaciones de los físicos, la velocidad a la que avanzan las bacterias en contra del flujo, podría superar la longitud de los uréteres (200 a 300 mm) y viajar desde la vejiga a los riñones en 3 a 7 horas, posiblemente comenzando una infección renal. "Esto que llamamos 'supercontaminación', podría explicar el rápido inicio de algunas emergencias médicas que ponen en peligro la vida".