Biologia de los microorganismos-1068 (1323)

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E C O S I S T E M A S M I C R O B I A N O S 651
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una biopelícula están protegidas del ataque del sistema inmuni-
tario, y los antibióticos y otros agentes antimicrobianos a veces 
no pueden penetrar en la biopelícula. Además de su impli-
cación en la fibrosis quística, las biopelículas están implica-
das en diversas enfermedades y problemas dentales, como la 
enfermedad periodontal, las heridas crónicas, las piedras en 
el riñón, la tuberculosis, la legionelosis y las infecciones por 
Staphylococcus. Los implantes médicos son superficies ideales 
para el desarrollo de las biopelículas, ya se trate de dispositi-
vos temporales, como un catéter urinario, o de implantes per-
manentes, como las articulaciones artificiales. Se estima que, 
cada año, diez millones de personas en los Estados Unidos 
sufren infecciones por causa de los implantes o de procedi-
mientos médicos invasivos. Las biopelículas explican por qué 
es tan importante la higiene bucal para mantener una buena 
salud dental. La placa dental es una biopelícula típica y con-
tiene bacterias productoras de ácido responsables de la caries 
dental ( Sección 23.3).
En situaciones industriales, las biopelículas pueden frenar el 
flujo de agua, gasolina u otros líquidos por las tuberías, y ace-
lerar la corrosión de estas. Las biopelículas también inician la 
degradación de los objetos sumergidos, como los componen-
tes estructurales de las plataformas petrolíferas en alta mar, los 
barcos o las instalaciones costeras. La seguridad del agua para 
consumo humano se puede ver alterada por biopelículas que 
se desarrollan en las tuberías de distribución (Figura 19.6b), 
muchas de las cuales, en los Estados Unidos, tienen cerca de 
cien años ( Sección 21.9). Las biopelículas de las tuberías de 
agua contienen principalmente microorganismos inocuos, pero 
si algún patógeno logra colonizar una biopelícula, las prácticas 
habituales de cloración pueden ser ineficaces para destruirlo. 
Las liberaciones periódicas de células patógenas pueden pro-
vocar entonces brotes de enfermedades. Por ejemplo, existe la 
preocupación de que Vibrio cholerae, el agente causal del cólera 
( Sección 31.3) se pueda propagar de este modo.
El control de las biopelículas es un gran negocio, y hasta 
ahora existen solo unas pocas herramientas para combatirlas. 
En conjunto, la industria destina recursos económicos ingen-
tes al tratamiento de las conducciones y otras superficies con 
el fin de impedir que sean colonizadas por biopelículas. En la 
actualidad se están desarrollando nuevos agentes antimicrobia-
nos que puedan penetrar en las biopelículas, así como fárma-
cos que impidan la formación de biopelículas interfiriendo en 
la comunicación intercelular. Por ejemplo, un tipo de sustan-
cias químicas llamadas furanonas parecen prometedoras para 
prevenir la formación de biopelículas en superficies abióticas.
Aunque la señalización basada en la percepción de quórum 
se ha asociado principalmente con la formación de biopelí-
culas, el sistema de percepción de quórum de Staphylococcus 
aureus tiene una función en la dispersión. Por tanto, no hay un 
único programa de desarrollo para la formación de biopelículas 
común a todas las especies. Esta falta de unidad ha complicado 
mucho el desarrollo de estrategias de control de las biopelícu-
las, como veremos al final de esta sección.
Por qué las bacterias forman biopelículas
Se han propuesto al menos cuatro razones para la formación de 
las biopelículas. En primer lugar, las biopelículas son un medio 
de autodefensa de los microorganismos, que aumenta su super-
vivencia. Las biopelículas resisten las presiones f ísicas que de 
otro modo eliminarían a las células unidas solo débilmente a 
una superficie. Las biopelículas también resisten la fagocito-
sis por protozoos y células del sistema inmunitario, y retra-
san la penetración de moléculas tóxicas como los antibióticos. 
Estas ventajas mejoran las posibilidades de supervivencia de 
las células de la biopelícula. En segundo lugar, la formación de 
biopelículas permite a las células permanecer en un nicho favo-
rable. Las biopelículas fijadas a superficies ricas en nutrientes 
como los tejidos animales, o a superficies en sistemas que flu-
yen (Figura 19.5c) fijan las células bacterianas a lugares en los 
que los nutrientes pueden ser más abundantes o se renuevan 
continuamente. En tercer lugar, las biopelículas se forman por-
que permiten a las células bacterianas vivir en estrecha asocia-
ción unas con otras. Como ya hemos visto para P. aeruginosa 
y la biopelícula que forma en los enfermos de fibrosis quística, 
esto facilita la comunicación intercelular y aumenta las posi-
bilidades de supervivencia. Además, cuando las células están 
muy próximas entre sí, tienen más oportunidades para inter-
cambiarse nutrientes y material genético. Por último, las bio-
películas parecen ser la forma típica de crecer de las bacterias 
en la naturaleza. La biopelícula podría ser el modo de creci-
miento «por defecto» para los procariotas en ambientes natu-
rales, que difieren ostensiblemente en cuanto a concentración 
de nutrientes de los ricos medios de cultivo que se usan en el 
laboratorio. El crecimiento planctónico puede ser la norma úni-
camente para aquellas bacterias adaptadas a la vida en concen-
traciones de nutrientes extremadamente bajas (como se explica 
en las Secciones 19.9 y 19.11).
Control de las biopelículas
Las biopelículas tienen importantes implicaciones en la medi-
cina y en el comercio. En el cuerpo, las células bacterianas en 
Figura 19.8 Desarrollo de una biopelícula de Pseudomonas aeruginosa. Micrografías obtenidas con un microscopio confocal láser de barrido del 
desarrollo de una biopelícula de Pseudomonas aeruginosa en una cubeta de flujo irrigada permanentemente con medio rico en nutrientes. En primer lugar, las 
células de P. aeruginosa se fijan a la superficie de vidrio (día 0), luego crecen rápidamente y se mueven sobre la superficie hasta cubrirla por completo (día 1); el 
día 4 se han desarrollado ya microcolonias en forma de hongo de cerca de 0,1 mm de altura.
50 μm 
Día 0 Día 1 Día 2 Día 3 Día 4
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