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Systems biology of Pseudomonas aeruginosa in biofilms

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Biología de sistemas aplicada al estudio de la flora bacteriana intestinal

Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) es una bacteria oportunista que es cada vez más resistente a antibióticos. Un proyecto financiado por la Unión Europea ha aplicado un método basado en la biología de sistemas con el objetivo de identificar aquellos genes que hacen posible la supervivencia de esta bacteria, prestando especial atención al desarrollo de nuevas terapias farmacológicas.

Salud

La presencia de pacientes inmunocomprometidos y la existencia de una presión selectiva por el uso de múltiples antibióticos hacen de los centros de atención sanitaria lugares idóneos para la aparición de infecciones causadas por bacterias resistentes a antibióticos. La bacteria P. aeruginosa es una causa común de infecciones crónicas potencialmente mortales como la septicemia y la neumonía debido a su capacidad para formar biopelículas con otras bacterias circundantes. El proyecto financiado por la Unión Europea SYSBIOFILM (Systems biology of Pseudomonas aeruginosa in biofilms) ha adoptado un método basado en la biología de sistemas a nivel genético para identificar dianas farmacológicas candidatas. Los investigadores reprodujeron microambientes específicos que albergan comunidades microbianas protegidas por biopelículas. Reconstrucciones del metabolismo de esta bacteria mostraron los efectos de varias alteraciones genéticas en su crecimiento dentro de diferentes microambientes de biopelículas y permitieron identificar veintiséis genes esenciales. Solo en una de las condiciones probadas ninguno de estos genes fue esencial, pero los investigadores descubrieron diecisiete combinaciones de veintiún genes diferentes que eran condicionalmente esenciales. Condiciones con una disponibilidad limitada de oxígeno fueron eficaces a la hora de disminuir el crecimiento bacteriano y ocho pares de genes mostraron propiedades prometedoras como dianas farmacológicas. En otro aspecto importante de la investigación sobre P. aeruginosa, los socios de SYSBIOFILM estudiaron el efecto potencial de la flora bacteriana del intestino en el conjunto del metabolismo humano. En el ser humano, la presencia de P. aeruginosa en el intestino de individuos sanos es muy baja. El modelo integral de la bacteria intestinal humana Bacteroides thetaiotaomicron y la reconstrucción metabólica del ratón permitieron el intercambio de metabolitos. La variación de los regímenes dietéticos en términos de composición de grasas, proteínas y carbohidratos proporcionó ejemplos de competición y simbiosis por medio de una alimentación cruzada mutuamente beneficiosa. Este análisis constituye la primera descripción detallada del co-metabolismo de un hospedador y su bacteria comensal. El trabajo del proyecto SYSBIOFILM ha abordado dos de los temas y retos más importantes de la biología moderna. La resistencia a antibióticos y los efecto globales de la flora bacteriana intestinal en seres humanos tienen amplias aplicaciones en la atención sanitaria y en las ciencias de la vida. Los resultados han sido publicados en PLoS One y Gut Microbes, dos prestigiosas revistas internacionales con revisión por pares.

Palabras clave

Biología de sistemas, flora bacteriana del intestino, bacterias resistentes a antibióticos, biopelícula, simbiosis

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Salud

20 Septiembre 2021