Desarrollo de un método bioanalítico para el estudio in vitro del proceso de adhesión bacteriana [recurso electrónico]

Abstract

Una biopelícula es un sistema complejo, de origen biótico, formado por comunidades bacterianas sobre superficies de diferente naturaleza. En particular, cuando de biopelículas se trata, su formación estará determinada principalmente por tres factores: tipo de bacteria, ambiente químico y naturaleza de la superficie en contacto. La primera hace énfasis a la diferenciación celular entre Gram-positivas y Gram-negativas, ya que las características de la superficie bacteriana determinan el tipo y la fuerza de interacción con otras superficies. En el ambiente químico se incluyen todos los factores propios del entorno tanto a nivel bacteriano como a nivel superficial, entre los que se destacan, pero no se limitan al pH y la fuerza iónica. El entorno es un factor que afecta los fenómenos de adhesión y cohesión mediante la influencia que estos generan sobre propiedades superficiales (densidad de carga y campo eléctrico superficial, mojabilidad, entre otros). Finalmente, la naturaleza de la superficie de contacto (funcionalidad química, balance lipofílico-hidrofílico de la superficie, rugosidad, etc.) determina la afinidad que un tipo particular de bacteria pueda tener para la formación de una interfase. La comprensión y medida de la facilidad y extensión del proceso de formación de biopelículas es de gran importancia ya que estas se asocian con diversos procesos en diferentes ámbitos que van desde mecanismos de adaptabilidad, patogenicidad y virulencia, eficiencia de producción en procesos de membranas y el deterioro de productos en etapas de preconsumo (almacenamiento y transporte). Por lo anterior, se planteó el desarrollo de un método bioanalítico para la descripción de biopelículas en términos de sus energías de formación a partir de la complementariedad de técnicas analíticas instrumentales y de análisis superficial. Para llevar a cabo el desarrollo del método propuesto en esta investigación se construyeron superficies de prueba con diferente densidad de carga positiva y negativa a partir de la generación de redes poliméricas interpenetrantes (RPI) utilizando dos polielectrolitos (poli(vinilbenciltrietil amonio) y poli(estirensulfonato de sodio) para la generación de cargas superficiales, y con ellas determinar la energía interfacial total de biopelículas en función de las propiedades superficiales de referencia (densidad de carga superficial e hidrofílicidad). Los resultados evidencian que los mecanismos de adhesión bacteriana sobre superficies cargadas se presentan de acuerdo al tipo de bacteria (propiedades estructurales y 10 superficiales) y las características de la superficie en contacto (densidad de carga superficial). Mediante el modelo de bacterias Gram-negativa (E. coli) se evidenció una tendencia a formar biocapas sobre superficies cargadas positivamente a partir de interacciones de tipo electrostático, mientras que el modelo de bacterias Gram positivo (S. aureus) presenta afinidad sobre un espectro más amplio de superficies sugiriendo que las biopelículas se desarrollan a partir de interacciones especificas entre la célula y el sustrato.