Científicos del Conicet descubren el ritmo circadiano en una superbacteria: podría mejorar los tratamientos

Un grupo de científicos del CONICET descubrieron que Acinetobacter baumannii, una bacteria resistente a muchos antibióticos y frecuente en hospitales, tiene un reloj biológico que se ajusta con la luz. La investigación, liderada por expertos del Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos (CEFOBI, CONICET-UNR), ayuda a entender mejor cómo funcionan los microbios que causan enfermedades.

De esta manera, permite conocer cómo la superbacteria organiza su actividad durante el día y la noche, lo que puede influir en la forma en que provoca infecciones y responde a los tratamientos. El estudio se publicó en la revista Communications Biology y contó con la participación de investigadores de diversas instituciones nacionales e internacionales, entre ellas la Universidad Nacional de Rosario, la Universidad Nacional de Quilmes y la Washington University School of Medicine.

Ritmos internos y adaptación ambiental en una bacteria resistente a los antibióticos

La investigación comprobó que Acinetobacter baumannii tiene ritmos circadianos endógenos. Es decir, la bacteria sigue ciclos internos de casi 24 horas, incluso cuando permanece en condiciones constantes, como la oscuridad. Para descubrir esto, el equipo usó una técnica que permite medir la actividad del gen blsA, el principal sensor de luz, mediante una reacción de luminiscencia. Así, pudieron observar cómo cambia su comportamiento en diferentes situaciones de luz y oscuridad a 23 °C.

María Alejandra Mussi, líder del estudio e investigadora del CONICET en el Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos (CEFOBI, CONICET-UNR), explicó en un comunicado oficial: “Durante muchos años trabajamos en mecanismos de resistencia a antibióticos. Esto nos resultaba en algún punto un poco decepcionante porque las bacterias siempre terminan ganando la batalla y evolucionando a resistencias que hacen que no haya verdaderas soluciones para combatirlas. En un momento, descubrimos que estas bacterias (Acinetobacter baumannii) sensan luz. Y esto fue un hallazgo”.

Los resultados demostraron que la actividad del gen blsA se adapta a ciclos de luz azul y oscuridad y que estos ritmos se mantienen aunque la bacteria quede en oscuridad de manera continua, con un ciclo cercano a las 24 horas. De acuerdo con el artículo científico, “la actividad del promotor blsA puede sincronizarse con ciclos de 24 horas de luz azul-oscuridad, que se resetea inmediatamente después de un cambio de fase”.

Además, el estudio mostró que Acinetobacter baumannii no solo tiene un reloj interno, sino que también puede responder activamente a la luz del ambiente. La bacteria detecta la presencia o ausencia de luz azul y ajusta su comportamiento en consecuencia. Esto significa que la iluminación funciona como una señal externa que ayuda a organizar sus actividades biológicas, sincronizando su ritmo interno con los cambios del entorno.

La existencia de estos ritmos circadianos en una bacteria que suele causar infecciones difíciles de tratar dentro de hospitales plantea nuevas preguntas sobre cómo estos ciclos pueden influir en su capacidad para causar enfermedad, sobrevivir en distintos ambientes y resistir a los tratamientos. El trabajo científico señala que este mecanismo podría “modular la persistencia bacteriana en el ambiente, la susceptibilidad a antibióticos y la patogenicidad, impactando en la virulencia y abriendo nuevas vías para el tratamiento de infecciones producidas por estos patógenos”.

Cómo se detectaron los ciclos en la bacteria

Valentín Permingeat, becario doctoral del CONICET en el CEFOBI y primer autor del documento, indicó: “Lo interesante de nuestro trabajo es que es la primera vez que se demuestra que estos patógenos tienen un ritmo circadiano y esto de alguna manera reconfigura cómo entendemos un proceso de infección, porque era una variable que nunca nadie había tenido en cuenta. De hecho, hay muy poca o casi inexistente bibliografía y estudios relacionados con estos ritmos circadianos”.

El equipo diseñó un experimento en el que incorporaron un “sensor” especial en la bacteria, que produce una pequeña cantidad de luz cuando el gen blsA está activo. De esta manera, pudieron saber cuándo el gen se encendía o apagaba a lo largo del tiempo. Los microorganismos se cultivaron en placas a 23 °C, alternando 12 horas de luz azul y 12 horas de oscuridad, y luego se mantuvieron varios días en oscuridad total.

Cada media hora, los científicos medían la cantidad de luz generada por este sistema en las bacterias. Así, observaron que la actividad del gen blsA subía y bajaba siguiendo un ritmo constante, tanto cuando había variaciones de luz y oscuridad como cuando la bacteria permanecía a oscuras.

Para confirmar que este ritmo correspondía a cambios reales dentro de la bacteria y no solo a la medición de luz, el equipo también analizó el material genético. Extrajeron ARN en diferentes momentos del ciclo y comprobaron que la cantidad de mensajes del gen blsA variaba a lo largo del día.

Además, los investigadores trabajaron con bacterias modificadas que no tenían el blsA. Descubrieron que, sin este sensor, la bacteria ya no podía ajustar su ritmo a los cambios de luz, aunque su reloj interno seguía funcionando. El artículo señala que “los resultados globales indican que blsA está involucrado en la sincronización con el zeitgeber (la señal temporal), pero no afecta el componente endógeno del ritmo”.

“Es como una persona, tiene un ciclo a lo largo del día en función también de la hora. Se sabe que el sistema inmune humano está regulado por un reloj circadiano, por eso nos da fiebre a la tardecita o nos despertamos de día. Entonces, una de las hipótesis que planteamos en el trabajo es que en realidad estos patógenos sincronizan su ritmo circadiano con la luz del día, a fin de optimizar la infección. O en un momento en el que ellos estén mejor preparados. Podría ser que los patógenos sincronicen su ritmo circadiano con el ritmo de los humanos. Y bueno, esta es una nueva arista que estaríamos aportando, porque es una nueva mirada al proceso de infección, pero ahora desde el punto de vista del patógeno”, sintetizó Permingeat.

Qué podría cambiar en el tratamiento de infecciones resistentes

El hallazgo de ritmos circadianos en Acinetobacter baumannii introduce una dimensión temporal en el estudio de la fisiología bacteriana. La investigación destaca la posibilidad de que estos ritmos permitan a la bacteria anticipar fluctuaciones ambientales, lo que podría otorgarle ventajas en la colonización y la infección, así como modular su tolerancia a antibióticos. Según los autores, “la existencia de ritmos endógenos sugiere que este patógeno ha desarrollado mecanismos para anticipar variaciones periódicas en las condiciones ambientales”.

El trabajo plantea que la sincronización entre el ritmo circadiano del patógeno y el del huésped podría influir en la eficacia de los tratamientos y en la dinámica de la infección. En el documento se señala que “cambios en la susceptibilidad bacteriana a los antibióticos, los resultados de la infección o la persistencia en el ambiente influenciados por la hora del día podrían introducir modificaciones en los programas de tratamiento para optimizar las intervenciones médicas y la prevención de infecciones críticas, ofreciendo nuevas oportunidades para el desarrollo de estrategias terapéuticas específicas para combatir las enfermedades infecciosas”.

La investigación propone explorar si el ajuste de los tratamientos antibióticos al ritmo circadiano bacteriano puede mejorar su eficacia, así como analizar la interacción entre los ritmos de los patógenos y los del sistema inmune humano. Este enfoque podría abrir caminos para el desarrollo de estrategias terapéuticas dirigidas que consideren la temporalidad biológica, una variable hasta ahora poco explorada en el campo de la microbiología clínica.