Al escuchar las bacterias, puedes saber si están vivas o no. De esta manera, puede determinar rápidamente si los antibióticos están funcionando. Los investigadores de Delft han desarrollado una técnica para hacer esto posible al absorber el mínimo ruido de las bacterias con grafeno.
«Sabemos que las láminas de grafeno son muy sensibles a las influencias externas», dice el estudiante de doctorado de Delft irek roslón† “Nos preguntamos qué pasaría si le pones algo vivo, como una bacteria. ¿Seríamos entonces capaces de captar el movimiento de tal bacteria? Comenzó con esa pregunta la investigación de Delft para espiar a las bacterias.
Parche de grafeno
Los biólogos suelen estudiar las bacterias bajo un microscopio, en el vacío. Debido a que las bacterias no pueden sobrevivir en esas condiciones, los investigadores observan las células muertas. El grafeno permite estudiar bacterias vivas. El grafeno es un material excepcionalmente delgado y fuerte que consta de una sola capa de átomos de carbono, dispuestos en una estructura de alambre de gallinero. Esto hace posible colocar «pieles de tambor» de grafeno en un líquido que contiene bacterias vivas. «El grafeno es lo suficientemente delgado como para captar el ‘sonido’ de las bacterias», explica Roslon. «Y al mismo tiempo es lo suficientemente fuerte como para no rasgarse bajo la presión del líquido».
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Los investigadores probaron su técnica con un líquido que contenía la bacteria común. E. coli† «Ponemos una sustancia pegajosa en las láminas de grafeno que atrapa a las bacterias si se acercan demasiado al grafeno», dice Roslon. Vertieron el líquido que contenía la bacteria sobre los parches engrasados de los tambores. Luego, las bacterias descendieron por sí solas y se adhirieron al grafeno.
Bacterias tamborileantes
Una vez pegado, el movimiento de la bacteria hace que el parche vibre. Esas vibraciones son minúsculas: la hoja se mueve solo unas pocas millonésimas de milímetro. Al hacer brillar un láser sobre él y recolectar la luz reflejada, los investigadores pueden detectar estas mini-vibraciones. Luego convierten esa señal en sonido. «Fue realmente genial escuchar el sonido de una sola bacteria por primera vez», dice Roslon.
La vibración del parche es causada principalmente por el movimiento del flagelo, la cola de látigo de la bacteria. Es como si la bacteria estuviera golpeando el tambor con la cola. Pero las bacterias sin cola también pueden hacerse audibles, aunque un poco más débiles, descubrieron los investigadores. Roslon: ‘Todavía estamos investigando cómo se puede hacer esto. Todo tipo de procesos tienen lugar en una bacteria; crece y se divide. Pueden ser los responsables del sonido débil.
Los investigadores están seguros de que el sonido es causado por bacterias vivas. Cuando agregan un antibiótico, la señal de sonido desaparece en una o dos horas, el tiempo que tarda el antibiótico en matar la bacteria.
Resistencia antibiótica
Esto significa que con la técnica del grafeno también se puede probar si las bacterias son resistentes a un determinado antibiótico. Si son resistentes, el fármaco ya no funciona y siguen vivos. Esto es relevante para el tratamiento de pacientes con una infección bacteriana.
Con la tecnología actual, se necesitan de dos a tres días para saber qué antibióticos funcionan para un paciente. Con la técnica del grafeno esto podría hacerse en unas pocas horas. Por lo tanto, los investigadores quieren desarrollar aún más esta tecnología en una empresa de nueva creación en una máquina comercial para hospitales, por ejemplo.