Tripanosoma entre glóbulos rojos: la velocidad aumenta, no disminuye ✛
Un nadador en una piscina llena de pelotas ligeras se impulsa contra ellas y nada más rápido que en agua limpia. Algo así le ocurre al tripanosoma, un parásito unicelular causante de la enfermedad del sueño, cuando llega a la sangre, donde los glóbulos rojos ocupan casi la mitad del volumen. Antes se pensaba que una suspensión tan densa debería entorpecer el movimiento, pero los cálculos y los experimentos demostraron lo contrario: el parásito acelera en decenas de por ciento.
La clave está en el flagelo, una prolongación larga y móvil de la célula que ondula y empuja al parásito hacia adelante. En un líquido puro, la resistencia al movimiento del flagelo en dirección perpendicular a su eje es solo ligeramente mayor que a lo largo de él, por lo que el empuje es débil. Pero si alrededor hay partículas, estas obstaculizan más el movimiento transversal del flagelo que el longitudinal, y esa diferencia crece con la concentración. El flagelo comienza a impulsarse contra las partículas, como el nadador contra las pelotas, y la velocidad aumenta.
El efecto es especialmente notable cuando el tamaño de las partículas no supera la mitad de la longitud de onda del batido flagelar. En el tripanosoma, esa onda mide unos 10 micrómetros, y los glóbulos rojos, de 7 a 8 micrómetros, por lo que las condiciones son ideales. En experimentos con parásitos vivos en una cámara llena de microesferas, la velocidad aumentaba con la concentración de partículas, y el incremento era mayor con esferas más pequeñas que con las grandes.
Antes no estaba claro cómo el tripanosoma lograba moverse en la sangre, donde los eritrocitos ocupan hasta la mitad del volumen. Ahora se ha demostrado que la suspensión no estorba, sino que ayuda: las partículas intensifican la anisotropía de la fricción del flagelo, y el parásito nada más rápido. Esto explica cómo sobrevive y se propaga en el torrente sanguíneo a pesar de la alta densidad celular.
Este mecanismo podría ser común a muchos micro nadadores flagelados en fluidos biológicos, como los espermatozoides en el moco o las bacterias en biopelículas. Los resultados serán útiles para diseñar dispositivos de microfluídica destinados al diagnóstico de infecciones parasitarias, donde hay que tener en cuenta el efecto de las partículas sobre la movilidad. En definitiva, el tripanosoma entre glóbulos rojos recuerda a un nadador que ha aprendido a usar las pelotas de la piscina como apoyo para acelerar.
La tripanosoma, de 24 micrómetros de longitud, es capaz de acelerar de 11 a 36 micrómetros por segundo cuando entra en una zona densa de micropartículas, como se muestra en uno de los videos del artículo. Es como si una persona que camina pasara repentinamente a correr solo por encontrarse en medio de una multitud.
La idea de un microorganismo que utiliza las partículas circundantes para acelerar recuerda el comportamiento de los gusanos de arena en la novela de Frank Herbert 'Dune', que se desplazan a través de la arena usando la fricción con las partículas. Aunque allí la escala y el medio son diferentes, el principio de 'apoyarse en el entorno' resuena con el mecanismo descubierto.