Prueba súper rápida para bacterias gracias a los "diapasones" de tamaño nanométrico

Algunas infecciones bacterianas son tan severas que si el antibiótico correcto no se administra de inmediato, hay una gran probabilidad de que el paciente muera. Pero desafortunadamente con los métodos actuales puede llevar días o semanas evaluar la respuesta de una bacteria al tratamiento. Ahora los investigadores en Suiza han desarrollado una prueba basada en "diapasones" de tamaño nanométrico que podría reducir esta escala de tiempo a minutos y así salvar vidas.

En la actualidad, para saber si una bacteria está respondiendo al tratamiento con antibióticos, los médicos deben esperar y ver qué sucede cuando intentan cultivarla en una cultura. Para algunos tipos de bacterias, como la que causa la tuberculosis (TB), esto puede llevar hasta un mes.

Los "diapasones" de tamaño nanométrico que los investigadores de este nuevo estudio han desarrollado son voladizos diminutos y extremadamente sensibles, más delgados que el cabello humano, que puede recoger vibraciones casi imperceptibles a nivel atómico emitidas por bacterias vivas.

Investigadores de la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) informan cómo desarrollaron y demostraron la tecnología en un estudio publicado en línea en Nanotecnología de la naturaleza el 30 de junio.

"Aquí mostramos que las fluctuaciones de los voladizos de microscopios de fuerza atómica altamente sensibles pueden utilizarse para detectar bajas concentraciones de bacterias, caracterizar su metabolismo y cribar (en minutos) su respuesta a los antibióticos", escriben.

Diapasones recogen vibraciones bacterianas

Las bacterias vivas están ocupadas con la actividad metabólica, el conjunto de reacciones químicas que sostienen la vida que tiene lugar en las células vivas. Los investigadores proponen que es esta actividad metabólica la que envía las pequeñas vibraciones que su tecnología detecta.

Colocando las bacterias sobre o cerca de los diapasones o voladizos de tamaño nanométrico hace que oscilen en respuesta a las vibraciones bacterianas. Las oscilaciones son muy pequeñas, del orden de una millonésima de milímetro.

Proyectando un rayo láser sobre el voladizo y captando cómo se refleja la luz hacia atrás, los investigadores convierten las oscilaciones en señales eléctricas que se pueden leer fácilmente.

Una forma rápida y precisa de descubrir si el antibiótico está funcionando

Cuando la señal eléctrica es plana, significa que no hay bacterias vivas. Una forma efectiva de descubrir rápidamente si el tratamiento con un antibiótico ha tenido el efecto deseado. Esto es especialmente útil para probar cepas resistentes.

El autor del estudio, Giovanni Dietler, un físico que investiga las propiedades de los materiales vivos, dice en un comunicado:

"Este método es rápido y preciso. Y puede ser una herramienta valiosa para los médicos que buscan la dosis correcta de antibióticos y para que los investigadores determinen qué tratamientos son los más efectivos".

"Aplicamos esta metodología a Escherichia coli y Staphylococcus aureus, demostrando que las bacterias vivas producen mayores fluctuaciones en voladizo que las bacterias expuestas a antibióticos ", escriben los autores.

La tecnología se adapta a una caja de cerillas

Los investigadores han miniaturizado su tecnología para que se ajuste a un dispositivo del tamaño de una caja de fósforos, por lo que es fácilmente portátil para uso clínico.

Dietler dice que podrían hacerlo aún más pequeño:

"Al unir nuestra herramienta con un dispositivo piezoeléctrico en lugar de un láser, podríamos reducir aún más su tamaño al tamaño de un microchip", explica.

Y también ve que es posible desarrollar una versión que pueda probar una serie de antibióticos en una cepa en solo unos minutos.

Los diapasones de tamaño nanométrico pueden tener uso en el tratamiento contra el cáncer

Los investigadores sugieren que sus diapasones de tamaño nanométrico también podrían ser útiles para evaluar la respuesta al tratamiento de quimioterapia.

Actualmente están buscando una forma de utilizar sus diapasones de tamaño nanométrico para medir el metabolismo de las células tumorales que han estado expuestas a la quimioterapia.

Una vez más, como con las infecciones bacterianas, la gran ventaja sería ver en minutos en lugar de semanas, si el cáncer estaba respondiendo al tratamiento.

Otra forma en que los científicos usan la nanotecnología en medicina es dirigirse a la terapia a nivel celular. Por ejemplo, un grupo del MIT en EE. UU. Ha desarrollado un enfoque que podría usarse para crear "nano-fábricas" que fabrican medicamentos basados ??en proteínas en sitios de tumores para combatir el cáncer.

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