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» » Peligro en la sangre: Cómo las infecciones bacterianas resisten los antibióticos

Referencia: EurekAlert.org ,
Contacto: Kara Gavin, 15 agosto 2012
Fuente: University of Michigan Health System.

Un dispositivo que simula el flujo sanguíneo proporciona evidencias de cómo empiezan las infecciones en el torrente sanguíneo

Un nuevo estudio ayuda a explicar por qué cientos de miles de estadounidenses enferman cada año, y decenas de miles mueren, después de que las bacterias penetren en la sangre. También sugiere por qué algunas de esas infecciones del torrente sanguíneo resisten el tratamiento, incluso de los antibióticos más potentes.

En este nuevo documento, publicado en el Journal of Infectious Diseases, un equipo de investigadores de la Universidad de Michigan, demuestran que las bacterias pueden formar agregados resistentes a los antibióticos en un corto período de tiempo, incluso en un líquido que fluye como la sangre.

Los investigadores hicieron el descubrimiento construyendo un dispositivo especial que simula verazmente la turbulencia y las fuerzas del flujo de sangre, añadieron entonces una cepa de bacterias que suele ser la causa común de las infecciones del torrente sanguíneo.

Se fueron formando minúsculos agregados, o grupos, de 10 a 20 bacterias en el flujo del líquido en tan sólo dos horas, aproximadamente el mismo tiempo que tarda un paciente humano en desarrollar infecciones.

Los investigadores también demostraron que estos agregados sólo se forman cuando ciertas moléculas de carbohidratos pegajosas estaban presentes en la superficie de las bacterias. Esto agregados se mantuvieron incluso cuando se añadieron dos diferentes tipos de antibióticos, lo que sugiere que al pegarse entre sí protege a las flotantes bacterias de los efectos de los fármacos.

Cuando los investigadores inyectaron estos agregados a los ratones, permanecieron intactos incluso después de hacer muchos viajes a través del torrente sanguíneo. Los agregados, del tamaño aproximado de un glóbulo rojo, surgieron para sobrevivir a la filtración que se lleva a cabo normalmente en los vasos sanguíneos más pequeños y que defiende al cuerpo contra los invasores.

"Este trabajo demuestra que si dejamos que las bacterias patógenas crezcan en entornos líquidos dinámicos, como es el caso del torrente sanguíneo, comienzan a asumir características como las que se ven en los pacientes", explica John Younger, autor principal del nuevo estudio y el líder del equipo de médicos, ingenieros y matemáticos que han estudiado los orígenes de estas infecciones del torrente sanguíneo durante años.

Younger, profesor y miembro de la Facultad de Medicina de Emergencia en la Escuela de Medicina de la UM, al igual que en todos los hospitales, clínicas y casas de salud, trabaja fuertemente para prevenir y tratar estas infecciones.

Algunas infecciones del torrente sanguíneo comienzan por unos cortes o heridas, o incluso tras un cepillado de dientes vigoroso. Otras pueden deberse a las líneas intravenosas que algunos hospitales y clínicas utilizan como parte del tratamiento del paciente.

La mayoría de la gente combate estas infecciones con su propia inmunidad natural. Pero las personas mayores, pacientes con cáncer, pacientes de diálisis y los que han tenido alguna cirugía o han sufrido lesiones graves son mucho más propensos a desarrollar galopantes infecciones.

La posibilidad de infección grave aumenta cuando alguien se expone a una fuente de infección, como un catéter de línea central, que permanece en el sitio durante días o semanas, dando a decenas de miles de bacterias una oportunidad, con el tiempo, para entrar en la corriente sanguínea. Sepsis, que mata a decenas de miles de personas al año, se manifiesta como una respuesta inflamatoria exagerada a una infección del torrente sanguíneo que provoca daños y fallos en los órganos.

En su laboratorio de North Campus Research Complex de la UM, el equipo de Younger estudia por qué las bacterias pueden sobrevivir y prosperar pese a las vueltas y revueltas que soportan en la sangre. Su trabajo es financiado por los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU.

Durante la última década, se han creado sofisticados modelos matemáticos de la dinámica de fluidos del torrente sanguíneo, y las condiciones necesarias para promover el crecimiento bacteriano. Han probado esos modelos usando diferentes tipos de contenedores y métodos para simular las condiciones de la corriente sanguínea.

El biorreactor usado para producir estos nuevos resultados se llama célula Taylor-Couette, y utiliza cilindros concéntricos, uno de los cuales es girado por un motor. Los investigadores añadieron el líquido con el medio cultivado al reactor, a continuación, se controla cuidadosamente la rotación para producir remolinos en el líquido similares a los de la sangre. Luego agregaron la bacteria Klebsiella pneumoniae, una de las fuentes más comunes de infección del torrente sanguíneo. Probaron con dos antibióticos que los médicos suelen recetar para la sepsis: ceftriaxona y ciprofloxacina. Ninguno fue eficaz para matar a las bacterias agregadas.

"Cuanto más se pueda reproducir lo que experimentan las bacterias cuando están dentro de los pacientes, mejor entenderemos lo que están haciendo, y por qué pueden causar una infección incontenible en un organismo completo", señala Younger. "Una vez que sepamos cómo se comportan, podremos ser lo suficientemente inteligentes para saber cómo agarrarlas en el torrente sanguíneo y filtrarlas con eficacia."


- Publicación: Journal of Infectious Diseases, Volume 206, Issue 4, 15 de agosto de 2012 - págs 588-595. Más referencias en el artículo original en EurekAlert.
- Imagen 1:  Se trata de un modelo informático que simula cómo las bacterias viajan a través del torrente sanguíneo agregadas, lo que puede explicar cómo resisten a los antibióticos. Crédito: University of Michigan.
- Imagen 2: La bacteria Klebsiella pneumoniae en una placa de Petri. En Wikipedia, usuario Muriel Gottrop.
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