Jordi García Ojalvo imparte la conferencia plenaria RSEF-SBE en el marco del congreso IIBC-2018
Prof. Jordi García Ojalvo
El Prof. García Ojalvo presentó un magnífico estudio, realizado en colaboración con el Prof. Gurol M Suel (UCSD), que aborda un tema de elevada actualidad en biofísica, concretamente la señalización eléctrica en bacterias y su relevancia biológica. El trabajo que expuso da respuesta a dos incógnitas ampliamente perseguidas en el campo, a saber: i) cómo son capaces las bacterias de regular el crecimiento de los biofilms sin comprometer su viabilidad, especialmente de las bacterias que permanecen en el centro del biofilm, las cuales tienen una accesibilidad limitada a los nutrientes. En otras palabras, ¿cómo coordina el biofilm el ritmo de crecimiento con la disponibilidad de nutrientes?; y, ii) cómo se refleja dicha coordinación al nivel de poblaciones de bacterias acopladas.
El Prof. García Ojalvo mostró que el crecimiento de los biofilms individuales de Bacillus subtilis puede modelarse como un sistema dinámico con retraso, que desarrolla oscilaciones de forma repentina cuando el biofilm supera un tamaño crítico. Dichas oscilaciones son el resultado de una realimentación negativa mediada por un acoplamiento eléctrico en forma de una propagación de ondas del catión K+, producidas por la actividad de un canal iónico cuya conductividad está acoplada al estado metabólico. Específicamente, cuando hay escasez de nutrientes se activa el canal, permitiendo la salida de K+ intracelular, que despolariza células vecinas contribuyendo a propagar la onda eléctrica. De este modo, cuando los nutrientes en el centro del biofilm escasean la onda eléctrica informa a la periferia, que ralentiza el crecimiento hasta recuperar niveles nutritivos adecuados, reanudándose entonces el crecimiento.
Este tipo de señalización también ocurre entre biofilms vecinos que compiten por los mismos nutrientes: cuando los nutrientes escasean, los biofilms “competidores” pasan de oscilar en fase a una dinámica en anti-fase, todo ello mediado por las ondas eléctricas de K+. Estos estudios han contribuido de forma seminal a describir las bases de la dinámica del crecimiento de los biofilms bacterianos, y a esclarecer el papel biológico de los canales iónicos en bacterias, que hasta el momento era una incógnita. Además, estos estudios sugieren que la señalización eléctrica en eucariotas probablemente deriva de esta estrategia ancestral de comunicación en procariotas que utiliza componentes y principios similares, y señalan nuevos blancos terapéuticos para combatir infecciones bacterianas.
