Captar imágenes con todo lujo de detalles de, por ejemplo, un rascacielos, no parece tan difícil como captar instantáneas de algo tan minúsculo que si lo tuvieras delante ni siquiera te percatarías de su existencia. Por eso, lo que han hecho los investigadores con unas bacterias vivas es historia para la ciencia.
Para ello, han llevado microscopios de alta potencia a la ‘piel’ protectora de las bacterias, mirando hacia las profundidades de cómo está organizada dicha membrana y revelando más detalles que nunca.
Cuentan los investigadores que las bacterias gramnegativas como Escherichia coli tienen membranas externas para mantener sus entrañas en su lugar y protegerlas de la actividad de la vida bacteriana. Además, estas membranas tienen una colección de herramientas que incluyen proteínas de la membrana externa y toxinas como lipopolisacáridos que cubren la superficie.
Tal y como ha explicado el biofísico y autor principal del University College London, Bart Hoogenboom:
La membrana externa es una barrera formidable contra los antibióticos y es un factor importante para hacer que las bacterias infecciosas sean resistentes al tratamiento médico. Sin embargo, sigue siendo relativamente poco claro cómo se forma esta barrera, razón por la cual decidimos estudiarla con tanto detalle. Al estudiar las bacterias vivas desde la escala molecular hasta la celular, podemos ver cómo las proteínas de la membrana forman una red que se extiende por toda la superficie de las bacterias, dejando pequeños espacios para parches que no contienen proteínas.
Para lograrlo utilizaron un microscopio de fuerza atómica, que es un microscopio que empuja continuamente la superficie de la membrana para determinar cómo se ve la forma. De esta forma, consiguieron una imagen impresionante de la membrana bacteriana, las más nítidas de bacterias vivas, que muestra la densidad de las proteínas de la membrana externa en la superficie.
Como se aprecia, hay un gran número de agujeros diminutos en la superficie. Se trata de proteínas de barril beta, llamadas porinas, que forman túneles a través de la membrana de la bacteria para permitir que las moléculas se difundan. Mientras, las pequeñas secciones de superficie lisa son los lipopolisacáridos que pueden expandirse a medida que crece la célula. Según el equipo:
Concluimos que la membrana externa es un mosaico de regiones ricas en proteínas de la membrana externa y ricas en lipopolisacáridos separados en fases, cuyo mantenimiento es esencial para la integridad de la membrana y, por lo tanto, para el estilo de vida de una bacteria gramnegativa.
Como detalla la primera autora y bioquímica de la UCL, Georgina Benn, esta nueva forma de ver la membrana externa significa que ahora podemos comenzar a explorar si ese orden es importante para la función de la membrana, la integridad y la resistencia a los antibióticos. De ahí que el siguiente paso sea investigar la forma de utilizar el nuevo conocimiento para burlar la resistencia a los antimicrobianos en bacterias gramnegativas como E. coli. [PNAS via ScienceAlert]