En 1996, se describió la propiedad que tenían los microorganismos de organizarse en biofilms, que muy bien adheridos a alguna superficie era muy difícil removerlos (Creces, Diciembre 1996, pág. 22). El hallazgo resultaba novedoso, ya que siempre se había mirado a las bacterias como unidades independientes, que no necesitaban asociarse para sobrevivir. Sin embargo, a medida que se ha ido estudiando este fenómeno, se ha ido afirmando el concepto de que las bacterias poseen un sofisticado mecanismo de comunicación que les permite actuar como un conjunto, y organizarse en conspicuas estructuras multicelulares. Más aún muchas bacterias han desarrollado mecanismos para adherirse a superficies sólidas, y de este modo llegar a establecer complejas comunidades, que se han denominado biofilms.

Hasta ahora era un misterio cómo estas bacterias se lograban comunicar entre sí, para coordinar su comportamiento. David Davies y sus colaboradores, de las Universidades de Montana, Iowa y Rochester, están logrando aclarar el problema y entender como estas bacterias pueden actuar como un todo multicelular (Science, vol. 280, Abril 1998, pág. 295). Ellos han individualizado una molécula que secretan las bacterias y que les permite comunicarse entre sí. Se trata de una lactona homoserina acetilada (Acyl-HSL).

El proceso de organizarse en biofilms a veces es beneficioso, como es el caso de Ia "Pseudomonas fluorescens", que forman biofilms en las raíces de las plantas previniendo así el crecimiento de hongos patógenos. Sin embargo, la mayoría de las veces, éste es muy dañino. Se forman los biofilms, por ejemplo en las paredes de los equipos industriales y desde allí contaminan el producto. Otras veces, bacterias aeróbicas organizadas en biofilms, se instalan en las cañerías de agua y allí reducen el azufre a sulfuro de hidrógeno, un agente muy corrosivo que hace agujeros en las cañerías. También suelen instalarse en los chips de computación, y allí actúan como conductores e interfieren con las señales electrónicas. Son las mismas placas las que se forman en los dientes y favorecen la formación de caries. En el área médica son también un problema, ya que se instalan en los catéteres, en los implantes médicos, en los lentes de contacto, en los audífonos, en los dispositivos intrauterinos, produciendo infecciones intrauterinas, etc. Una vez formada la placa, es muy difícil erradicarlos y son extremadamente resistentes a los agentes antimicrobianos.


Como se organizan

Según Davies, que ha usado en sus estudios a la bacteria "Pseudomona aeruginosa", ha logrado demostrar que la comunicación entre célula y célula se realiza a través de una molécula que ellas sintetizan. Se trata de una “lactona homoserina acetilada” (acylHSL). Esta sustancia actúa como una molécula externa que controla además una plétora de fenómenos, como es la bioluminiscencia, la síntesis de exoenzimas y la producción de factores de virulencia.

El acyl-HLS es secretado por las bacterias y se acumula en el medio, en porción al número total de células. En esta forma ellas tienen un índice de la densidad poblacional, lo que les es vital controlar para el equilibrio de la vida del conjunto.

Todo el proceso se inicia con algunas bacterias libres, que nadan hasta reconocer una superficie a la cual se adhieren firmemente. Para ello las bacterias requieren de flagelos para su desplazamiento y de sustancias superficiales adhesivas. Más adelante, una vez que las primeras células se han adherido, comienzan a crecer y multiplicarse y al mismo tiempo reclutan más células adicionales (ver figura).

Se van formando así las placas unidas por fibras de polisacáridos, que también ellas secretan, hasta estructurar un verdadero nudo de tallarines. En la medida que la arquitectura se consolida, se van formando pilares o verdaderas callampas, con espacios de canales interiores que les permite intercambiar agua con nutrientes disueltos en ella. Estos mismos canales sirven también para retirar productos de su metabolismo, haciendo las veces de un verdadero sistema circulatorio primitivo. El intercambio es perfecto, algunos microbios liberan hidrógeno, mientras otros lo absorben para reducir el dióxido de carbono a metano. Allí nada se pierde, porque incluso las bacterias que mueren son digeridas por otras. Por otra parte, los polisacáridos que se forman a su alrededor estructuran una verdadera coraza, y todas las bacterias contribuyen para hacerla más resistente. Por esta estructura y por su fuerte adhesión a una superficie, su tratamiento y remoción se hace muy difícil. Por eso todas las recomendaciones actuales están dirigidas a impedir su formación.


Como se comunican entre si

Davies y colaboradores hicieron un importante descubrimiento al individualizar una molécula clave, sintetizada por la bacteria "Pseudomona aeroruginosa". Se trata del acyl-HSL que ellas normalmente sintetizan. Lo interesante es que las mismas bacterias mutantes, que no son capaces de sintetizar el acy-HSL, son también incapaces de iniciar la formación del biofilm. Ello a pesar que son capaces de producir la misma cantidad del polisacárido extracelular que es el que las aglutina. Por otra parte, el agregado de la molécula sintética de acyl-HSL, les restablece la capacidad de formar el biofilm. Todo parece indicar que la presencia de esta sustancia inicia un proceso de diferenciación, que eventualmente lleva a la maduración del biofilm. El trabajo de Davies aporta un antecedente interesante, pero es sólo el comienzo del conocimiento de un proceso muy complejo que requiere de mayores investigaciones para su total esclarecimiento.