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Nº 9 – Año 2020 IDITEC ISSN: 2525-1597

KEYWORDS: Microbiome; biofilms; isolated strains, bacterial interactions; scanning electron
microscopy

INTRODUCCIÓN

Los microorganismos se encuentran presentes en el aire, agua, alimentos y superficies, donde mediante
diversas interacciones modulan numerosos aspectos de la calidad de vida y salud humana. En los últimos
años, los estudios genómicos y metagenómicos han proporcionado una gran cantidad de información
sobre la fisiología e historia evolutiva de microorganismos existentes en una amplia gama de ambientes
(Hugenholtz & Tyson, 2008; Kurth et al., 2015; Nesme et al., 2016; Toneatti et al., 2017, Zhang et al.,
2019). Se ha demostrado además que las comunidades microbianas en la naturaleza son complejas y
dinámicas, que están constituidas por una alta biodiversidad de microorganismos y que colonizan toda
variedad de entornos (Vikram et al., 2016). De hecho, los microorganismos representan la mayor parte de
la biodiversidad en los ecosistemas urbanos (King, 2014). Un grupo de microorganismos (bacterias,
arqueas, virus y eucariotas basales), la colección de sus genomas y las condiciones ambientales del hábitat
que los rodea constituye un microbioma (Marchesi & Ravel, 2015). Podemos encontrar una indefinida
variedad de microbiomas acuáticos, de suelo, extremos, simbiontes, de superficies en concordancia con la
enorme amplitud de posibilidades ambientales que ofrece nuestro planeta. Existe un creciente interés en
analizar la relación entre los microbiomas y áreas de investigación como medio ambiente, biotecnología,
diversidad y salud humana (Handelsman et al., 1998; Hooper y Gordon, 2001; Comeau et al., 2012). El
enfoque del microbioma desde aspectos inherentes a su composición, mediante el estudio de muestras de
ADN (Metagenómica), ARN (Metatranscriptómica), proteínas (Metaproteómica) y sustancias
metabólicas (Metabolómica) ha aportado gran cantidad de datos sobre la composición y el
funcionamiento de estas comunidades microbianas y cómo las mismas responden a los factores y
condiciones del medio adoptando diversas dinámicas espacio-temporales (Mardis, 2011; Comeau et al.,
2012; Ottman et al., 2012). Por otro lado, los métodos imagenológicos (Bio-imaging) resultan de suma
importancia para localizar espacialmente y caracterizar una comunidad microbiana variada; permiten
dilucidar las interacciones y las relaciones de comunicación intercelular entre microorganismos
filogenéticamente diversos en una comunidad microbiana compleja tanto entre ellos como con el
ambiente en el que se desarrollan (Knierim, 2012; Zhang et al., 2019). La microscopía electrónica es una
metodología en auge que permite establecer la disposición, estructura y distribución de la gran
biodiversidad de taxas en los distintos estratos que forman los microbiomas lo cual permite detectar
interacciones entre distintos componentes de la comunidad y la organización funcional de las distintas
capas (Farias et al., 2013; Toneatti et al., 2017). Los biofilms (biopelículas) son un tipo especial de
microbiomas organizados en capas que habitualmente se forman en una interfase húmeda, tanto sobre
superficies bióticas como abióticas (Vinh et al., 2005; Wimpenny, 2009; Seth et al., 2012;). Pueden
colonizar la superficie metálica de dispositivos médicos como las válvulas, los marcapasos y los catéteres
afectando negativamente sus funciones y causando graves infecciones intrahospitalarias (Dijkshoorn et al,
2007; Van Kleef et al., 2013). Algunos ejemplos de afecciones médicas asociadas con biofilms son
aquellas derivadas de dispositivos permanentes en vías, la placa dental, las infecciones del tracto
respiratorio superior, peritonitis y las infecciones urogenitales a menudo asociadas con una mayor
resistencia a los agentes antimicrobianos (Bryers et al., 1999; Ferri et al., 2017., Zingg et al., 2019). La
resistencia antimicrobiana tiene un gran impacto en el ámbito asistencial-sanitario ya que las personas
infectadas requieren una hospitalización más prolongada, a menudo asociada a un mal pronóstico (Ferri et
al., 2017). La resistencia microbiana a los medicamentos es un problema de salud mundial causado por el
uso incontrolado de antibióticos en la medicina y en la agricultura. Se prevé que hacia 2050 alrededor de
10 millones de personas morirán anualmente por motivos relacionados con la resistencia a medicamentos
(O’Neill, 2014). Si bien los patógenos resistentes son la principal preocupación, los canales microbianos
globales de intercambio de genes existentes entre taxones microbianos no relacionados (e.g. pili) permiten
que los microbios comensales compartan genes de resistencia con oportunistas (Cusumano y Hultgren,
2009; Dickey et al., 2017). Para evitar la colonización de superficies con biofilms microbianos, se pueden
usar agentes químicos o biocidas y así esterilizar superficies metálicas. Sin embargo, estos tratamientos
preventivos no son suficientes para controlar la formación de biofilms (Sultana et al., 2015). Más aún, las
bacterias que crecen en las biofilms son difíciles de erradicar debido a una combinación del efecto
mecánico de varias capas protectoras junto con la capacidad intrínseca de estas bacterias de resistencia a
antibióticos (Percival et al., 2010). Se ha demostrado que muchos microorganismos pueden mantenerse
viables en las superficies luego del tratamiento de las mismas con sustancias de limpieza antimicrobianas
(Hu et al., 2019). Entonces, resulta fundamental el estudio de las fuentes microbianas y el entendimiento
de cómo los humanos pueden interactuar (o adquirir) nuevas especies comensales o patógenos peligrosos
(Gire et al., 2014). Por lo anteriormente expuesto, se hace necesario el desarrollo de métodos más
precisos que permitan estudiar con mayor eficacia y de forma sistematizada la formación de biofilms.

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