Un nuevo estudio muestra que una mucosidad más espesa potencia la capacidad de las bacterias para autoorganizarse en enjambres para propagar infecciones

La viscoelasticidad mejora el movimiento colectivo de las bacterias

Las bacterias forman la microbiota humana y animal. Son las principales causas de muchas infecciones y constituyen una clase importante de materia activa. Las suspensiones bacterianas concentradas exhiben una locomoción y un enjambre de tipo turbulento a gran escala. Si bien el comportamiento colectivo de las bacterias en los fluidos newtonianos se comprende relativamente bien, muchas preguntas fundamentales siguen abiertas para los fluidos complejos.

Aquí, informamos sobre el movimiento bacteriano colectivo en un entorno viscoelástico biológico no newtoniano representativo ejemplificado por el moco. Los experimentos se realizan con moco gástrico porcino sintético, moco cervical natural de vaca y una solución de polímero similar a Newton.

Hemos descubierto que un aumento en la concentración de mucina y, correspondientemente, un aumento en la elasticidad de la suspensión aumenta de manera monótona la escala de longitud de la locomoción bacteriana colectiva. Por el contrario, esta longitud permanece prácticamente sin cambios en una solución de polímero newtoniano en un amplio rango de concentraciones.

Las observaciones experimentales están respaldadas por modelos computacionales. Nuestros resultados proporcionan información sobre cómo la viscoelasticidad afecta la organización espaciotemporal de la materia activa bacteriana. También amplían nuestra comprensión de la colonización bacteriana de las superficies mucosas y la aparición de resistencia a los antibióticos debido al enjambre.

Declaración de importancia

El moco, una sustancia viscoelástica parecida a un gel, es esencial para muchas funciones biológicas. El moco recubre las superficies de las células y los tejidos. Es permeable al oxígeno y a los nutrientes y protege contra patógenos como bacterias, hongos y virus. Comprender la motilidad bacteriana en fluidos similares al moco proporciona información sobre las infecciones nacidas de bacterias, incluidas las enfermedades gástricas y de transmisión sexual. Este trabajo demuestra que la viscoelasticidad del moco mejora la organización bacteriana, lo que lleva a la aparición de grupos bacterianos que se mueven coherentemente. Los resultados arrojan luz sobre cómo la viscoelasticidad controla la organización espaciotemporal de las comunidades bacterianas y proporcionan información sobre cómo controlar y prevenir la invasión bacteriana de las superficies mucosas.

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Un nuevo estudio muestra que una mucosidad más espesa potencia la capacidad de las bacterias para autoorganizarse en enjambres para propagar infecciones

Los resfriados, los estornudos y los golpes de nariz que moquean son las características de la temporada de resfriados y gripe, y ese aumento del moco es exactamente lo que las bacterias usan para montar un ataque coordinado contra el sistema inmunológico, según un nuevo estudio de investigadores de Penn State. El equipo descubrió que cuanto más espesa es la mucosidad, mejor pueden proliferar las bacterias. Los hallazgos podrían tener implicaciones para los tratamientos que reducen la capacidad de propagación de las bacterias.

El estudio, publicado en la revista PNAS Nexus, demuestra cómo las bacterias utilizan el moco para mejorar su capacidad de autoorganizarse y posiblemente provocar infecciones. Los experimentos, realizados con moco sintético del estómago de cerdo, moco cervical natural de vaca y un compuesto polimérico soluble en agua llamado polividona, revelaron que las bacterias coordinan mejor el movimiento en el moco espeso que en sustancias acuosas.

Los hallazgos proporcionan información sobre cómo las bacterias colonizan el moco y las superficies mucosas, dijeron los investigadores. Los hallazgos también muestran cómo el moco mejora el movimiento colectivo bacteriano, o enjambre, lo que puede aumentar la resistencia a los antibióticos de las colonias bacterianas.

«Hasta donde sabemos, nuestro estudio es la primera demostración de bacterias nadando colectivamente en moco», dijo Igor Aronson, profesor de Ingeniería Biomédica, Química y Matemáticas de la Cátedra Huck en Penn State y autor correspondiente del artículo. «Hemos demostrado que el moco, a diferencia de los líquidos de consistencia similar, mejora el comportamiento colectivo».

El moco es esencial para muchas funciones biológicas, explicó Aronson. Recubre las superficies de células y tejidos y protege contra patógenos como bacterias, hongos y virus. Pero también es el material huésped de infecciones bacterianas, incluidas enfermedades gástricas y de transmisión sexual. Según Aronson, una mejor comprensión de cómo pululan las bacterias en la mucosidad podría allanar el camino para nuevas estrategias para combatir las infecciones y el creciente problema de la resistencia a los antibióticos.

«Nuestros hallazgos demuestran cómo la consistencia del moco afecta el movimiento aleatorio de bacterias individuales e influye en su transición al movimiento colectivo coordinado de grandes grupos bacterianos», dijo Aronson. «Hay estudios que demuestran que el movimiento colectivo o el enjambre de bacterias mejora la capacidad de las colonias bacterianas para defenderse del efecto de los antibióticos. La aparición del comportamiento colectivo estudiado en nuestro trabajo está directamente relacionado con el enjambre».

El moco es una sustancia notoriamente difícil de estudiar porque exhibe propiedades tanto líquidas como sólidas, explicó Aronson. Los líquidos generalmente se describen por su nivel de viscosidad, qué tan espeso o delgado es el líquido, y los sólidos se describen por su elasticidad, cuánta fuerza puede ser necesaria antes de romperse. El moco, un fluido viscoelástico, se comporta tanto como líquido como como sólido.

Para comprender mejor cómo se infecta el moco, el equipo utilizó técnicas de imágenes microscópicas para observar el movimiento colectivo de la bacteria concentrada Bacillus subtilis en el moco sintético del estómago de cerdo y en el moco cervical natural de la vaca. Compararon esos resultados con observaciones de Bacillus subtilis moviéndose en un polímero polividona soluble en agua en una amplia gama de concentraciones, desde niveles altos a bajos de polividona. Los investigadores también compararon sus resultados experimentales con un modelo computacional para el movimiento colectivo bacteriano en fluidos viscoelásticos como el moco.

El equipo descubrió que la consistencia del moco afecta profundamente el comportamiento colectivo de las bacterias. Los resultados indicaron que cuanto más espeso era el moco, más probabilidades había de que las bacterias exhibieran un movimiento colectivo, formando un enjambre coordinado.

«Pudimos demostrar cómo la viscoelasticidad del moco mejora la organización bacteriana, lo que a su vez conduce a grupos bacterianos que se mueven de manera coherente y causan infección», dijo Aronson. «Nuestros resultados revelan que los niveles de elasticidad y viscosidad del moco son un factor importante en la forma en que se organizan las comunidades bacterianas, lo que puede proporcionar información sobre cómo podemos controlar y prevenir la invasión bacteriana en el moco».

Aronson explicó que el equipo espera que el moco humano muestre propiedades físicas similares, lo que significa que sus hallazgos también son relevantes para la salud humana.

«El inicio del movimiento colectivo de las bacterias y su interacción con el moco debería ser el mismo que en el moco de vaca, cerdo o humano, ya que estas sustancias tienen propiedades mecánicas similares», dijo Aronson. «Nuestros resultados tienen implicaciones para la salud humana y animal. Estamos demostrando que la viscoelasticidad del moco puede mejorar el movimiento colectivo de bacterias a gran escala, lo que puede acelerar la rapidez con la que las bacterias penetran la barrera protectora del moco e infectan los tejidos internos».

Ver más información:  Liao W, Aranson IS. Viscoelasticity enhances collective motion of bacteria. PNAS Nexus[Internet].2023[citado 10 dic 2023]; 2(9): 291.  https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgad291

11 diciembre 2023 | Fuente: IntraMed | Tomado de |Noticias médicas

Recientes investigaciones indican que los adultos humanos albergan aproximadamente entre 28 y 36 billones de células, las cuales siguen una distribución típica en términos de tamaño y masa.

Un equipo de científicos realizó un nuevo recuento de las células de cuerpo humano y su tamaño. El resultado fue que un hombre adulto está compuesto por unos 36 billones, una mujer adulta por unos 28 billones y un niño de 10 años por 17 billones.

Además del recuento total de células, el estudio reveló algo realmente interesante: se descubrió que estas células siguen un modelo matemático que se encuentra en otros aspectos de la naturaleza, basado en su tamaño y masa. Los últimos hallazgos demuestran que, cuando se agrupan células humanas con dimensiones similares, cada conjunto contribuye aproximadamente con una cantidad equivalente de masa al organismo.

El estudio que publica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) está coordinado por el Instituto Max Planck de Matemáticas (Alemania) y cuenta con la colaboración de la Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados (ICREA).

Estimar masa, rango de tamaño y número de células

Los investigadores recopilaron datos de fuentes ya publicadas para estimar la masa celular, el rango de tamaño y el recuento de células de unos 1 200 grupos celulares: desde los glóbulos rojos más pequeños hasta las fibras musculares más grandes, a través de 60 tejidos.

Así vieron que hay una relación entre el tamaño y el número de células en el cuerpo y que, entre las células de un mismo tipo existen pequeñas variaciones, pero entre las sanguíneas más pequeñas y las musculares más grandes se dan variaciones de hasta siete órdenes de magnitud.

Para el estudio, consideraron el cuerpo de un varón representativo, de 70 kilos, lo que permite realizar otras estimaciones para una mujer (60 kilos) y un niño de 10 años (32 kilos), explicaron.

El estudio estima que, en total, un hombre adulto tiene unos 36 billones de células; una mujer unos 28 billones y un niño de diez años unos 17 billones.

Aunque los científicos ya habían calculado un número similar de células en varones adultos, hasta ahora no se había estudiado la relación entre el tamaño y el número de células en todo el cuerpo, según los autores.

«Nos sorprendió ver una relación inversa bastante regular entre el tamaño y el recuento de células en todo el cuerpo humano», declaró a Live Science Ian Hatton, autor principal del estudio, del Instituto Max Planck de Matemáticas en las Ciencias de Leipzig (Alemania).

Así, descubrieron que la variación de tamaño dentro de las clases de tamaño celular no dependía de si la célula era grande o pequeña. Esto sugiere, según resume la revista, que los mecanismos que mantienen el tamaño celular están activos en todo el organismo y en todas las clases de tamaño celular.

«Estos patrones sugieren la existencia de un equilibrio en todo el organismo entre el tamaño y el número de células, e implican la existencia de una homeostasis del tamaño celular en todos los tipos de células», escriben los investigadores en el artículo publicado.

«Nuestros datos sirven para establecer un marco cuantitativo holístico para las células del cuerpo humano, y ponen de relieve patrones a gran escala en la biología celular», concluyen.

Referencia

Hatton IA, Galbraith ED, Merleau NS, Shander JA. The human cell count and size distribution. Proceedings of the National Academy of Sciences. PNAS. 2023; 120 (39) e2303077120. https://doi.org/10.1073/pnas.23030771.

21/09/2023

Fuente: (DW.com)     Tomado de Ciencia| Global       

La epidemia por viruela del mono o monkeypox, desencadenada el año pasado, pudo declinar por dos factores. Por un lado, la consecución de una inmunidad de grupo y, por otro, por un cambio de comportamiento entre la población con más prácticas de riesgo de contraer dicha enfermedad.

Así lo sostienen un grupo de investigadores belgas que presentan sus conclusiones en el Congreso Europeo de Microbiología Clínica y Enfermedades Infecciosas (Eccmid) que comienza hoy sábado, en Copenhague.

Hasta el brote de monkeypox en 2022 no se había documentado un comportamiento similar de esta infección viral con una transmisión sostenida de persona a persona fuera de África.

El número total de casos registrados en todo el mundo superó los 85.000 casos, con la población de hombres que tienen sexo con hombres como la de mayor incidencia. Los casos aumentaron rápidamente desde mayo de 2022, para comenzar a disminuir unos meses después.

Las razones por las que el brote disminuyó no están claras. El investigador Christophe Van Dijck, del Instituto de Medicina Tropical de Amberes, Bélgica, sostiene que el rápido aumento de casos en mayo de 2022 probablemente fue causado por “una transmisión viral eficiente durante el contacto sexual entre personas con una alta rotación de parejas en una densa y geográficamente extendida red sexual”.

El conocimiento insuficiente de la enfermedad, así como la transmisión asintomática y presintomática, pueden haber favorecido la propagación de la misma, según plantean los responsables de este trabajo.

La posterior disminución de la epidemia después de julio de 2022 sigue sin explicarse suficientemente. Las hipótesis de partida que se plantean son un cambio de comportamiento en la población en riesgo y la adquisición de inmunidad inducida por vacunación o infección.

Disminución de casos antes de la vacunación

“Sin embargo, en la mayoría de los países, incluida Bélgica, la disminución de los casos de monkeypox ya había comenzado antes de que se vacunara a una proporción sustancial de la población en riesgo”, por lo que Van Dijk y su equipo se plantearon la hipótesis de que la epidemia disminuyó debido a un cambio en el comportamiento de la población en riesgo.

Una infección ‘vistosa’

Santiago Melón, jefe de Servicio de Virología del Hospital Universitario Central de Asturias (HUCA) destaca, a la hora de interpretar las conclusiones de este estudio, el hecho de que se trata de una infección “muy vistosa”, en el sentido de que se manifiesta con síntomas llamativos que no invitan al mantenimiento de relaciones sexuales.

Para obtener más información, utilizaron dos conjuntos de datos recopilados en el Instituto de Medicina Tropical en 2022. Todos los participantes dieron su consentimiento informado. El primer conjunto de datos provino de un cuestionario que completaron las personas con monkeypox en el momento del diagnóstico.

Abril 14/2023 (Diario Médico) – Tomado de la selección de noticias de Congreso Europeo de Microbiología Clínica y Enfermedades Infecciosas en la sección de Microbiología y Enfermedades Infecciosas. Copyright Junio 2018 Unidad Editorial Revistas, S.L.U.

Datos del Departamento de Planificación del Centro Nacional de Áreas Protegidas indican que la isla cuenta con 215 áreas protegidas, como el Parque Nacional Alejandro de Humboldt, considerado, además, Patrimonio Natural de la Humanidad.

Estas ocupan el 21,26 por ciento de la superficie del país, incluidas zonas de la denominada plataforma insular marina, además poseen ocho categorías de manejo: reserva natural, parque nacional, reserva ecológica, elemento natural destacado, refugio de fauna, reserva florística manejada, paisaje natural protegido y área protegida de recursos manejados.

Concebidas con el propósito de favorecer la conservación y el uso sostenible de la biodiversidad, del patrimonio boscoso y de otras riquezas, muestran una elevada representatividad de la fauna y la flora cubanas, al alcanzar niveles de endemismo superiores al 95 y 85 por ciento, respectivamente.

Cuba dispone de seis reservas de la biosfera: Guanahacabibes, Sierra del Rosario, Ciénaga de Zapata, Buenavista, Baconao y Cuchillas del Toa, reconocimiento internacional conferido por la Organización de Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (Unesco).

Las funciones de esa denominación radican en promover la conservación de la biodiversidad y la diversidad cultural, el desarrollo económico y social sostenible, la investigación, la educación ambiental, y la activa presencia de las comunidades locales en la planificación y la gestión de la zona donde habitan.

Hace 93 años se estableció el primer Parque Nacional Pico Cristal, en la región oriental, siendo Cuba el cuarto país de América Latina en emitir una disposición normativa para crear un área protegida de ese tipo.

Según expertos, las áreas protegidas tienen un valor muy importante en el desarrollo, ya que si se gestionan correctamente ofrecen beneficios tanto económicos como sociales, pues mejoran el bienestar de la población, fomentan valores como el reciclaje y el respeto por la naturaleza, y producen más energías renovables.

Por eso en muchos países, desarrollados o no, se impulsa cada vez más la economía sostenible basada en el uso de los recursos naturales locales.

Las áreas protegidas contribuyen a regular el clima, el ciclo del agua, a conservar la biodiversidad y a su control biológico, entre muchos otros beneficios, por lo que cuidarlas garantizar la continuidad de las especies y el futuro de las nuevas generaciones.

Abril 12/2023 (Prensa Latina) – Tomado de la Selección de Noticias de Ciencia. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Pues sí, es un ejercicio exigente desde el punto de vista físico. Y un consejo: no te saltes peldaños. Read more

La identificación de esta función del cito esqueleto podría servir para desarrollar terapias alternativas para enfermedades neurodegenerativas.

Un equipo de investigadores del Instituto de Neurociencias, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández, ha mostrado cómo el cito esqueleto tiene un papel esencial a la hora de apoyar el mecanismo por el que las células liberan substancias activas esenciales para la actividad del sistema nervioso y endocrino. Read more