Históricamente se ha asumido que un flujo de líquidos intenso podría barrer y eliminar a los patógenos, reduciendo así el riesgo de infección, pero un nuevo estudio ha demostrado que esto no puede ser suficiente.

La investigación de la Universidad de Pensilvania muestra que, de hecho, las corrientes pueden acelerar la invasión bacteriana, permitiendo que los microbios alcancen otras zonas en sentido contrario a la corriente en cuestión de minutos y generando infecciones que se diseminan mucho más rápido de lo que se pensaba. Para ello, utilizaron tubos multicanal de escala nanométrica diseñados para emular con gran precisión los entornos de fluidos confinados presentes tanto en los tejidos humanos como dentro de los propios dispositivos médicos.

Haciendo uso de la bacteria Escherichia coli como modelo, los investigadores observaron el comportamiento de miles de bacterias bajo distintas intensidades de flujo, geometrías de canal y características superficiales. Y, al contrario de lo que se pensaba, los resultados revelaron que, como hemos mencionado anteriormente, los flujos rápidos no solo no detienen a las bacterias, sino que pueden facilitar su desplazamiento aguas arriba: en comparación con condiciones de fluido estancado, la migración bacteriana fue casi tres veces más rápida.

Los flujos rápidos no solo no detienen a las bacterias, sino que pueden facilitar su desplazamiento aguas arriba

En cambio, cuando los canales se diseñaron con esquinas pronunciadas y formas angulares, la migración ascendente de las bacterias se vio obstaculizada e incluso, en algunos casos, interrumpida casi por completo. Este hallazgo invierte paradigmas tradicionales acerca de cómo deberían diseñarse superficies y estructuras internas para minimizar las infecciones.

POSIBLES APLICACIONES

Desde una perspectiva clínica, la investigación sugiere que las infecciones del tracto inferior pueden indicar una colonización rápida y no detectada en órganos superiores, como los riñones. Desde una perspectiva preventiva, el rediseño de dispositivos médicos delgados con esquinas afiladas y curvas complejas podría reducir significativamente el riesgo de infección sin “sacrificar” la comodidad del paciente.

Por último, además del control de las infecciones, el estudio ofrece un modelo para la biomimética. Los mismos mecanismos que utilizan las bacterias para navegar contracorriente podrían inspirar a microrobots capaces de nadar contracorriente a través de sistemas de fluidos complejos para administrar terapias dirigidas.