Científicos de la Universidad de Purdue ha desarrollado un sensor capaz no solo de identificar el tipo de bacterias y su susceptibilidad a los antibióticos en minutos, sino además de distinguir las células vivas de las muertas. Una cualidad que podrían ser de gran utilidad para mejorar diagnósticos médicos y los controles de seguridad alimentaria.
Actualmente las tecnologías de laboratorio convencionales requieren que las muestras sean cultivadas durante horas o días para que puedan crecer lo suficiente y así poder identificarla.
El nuevo método agiliza el estudio celular creando un chip electrónico con matrices de cientos de sensores. Cada sensor está preparado para detectar tanto un tipo específico de bacteria como la eficacia de un antibiótico concreto en cuestión de minutos.
Así el sensor no sólo permite detectar e identificar células bacterianas, sino también determinar en cada caso el antibiótico especifico para eliminarlas. Su aplicación podría ser de gran utilidad para mejorar diagnósticos médicos y en controles de seguridad alimentaria.
Cabe destacar que el nuevo sensor fue diseñado a partir de un dispositivo creado originalmente para detectar pequeñas concentraciones de moléculas de ADN con carga negativa en una investigación que comenzó hace cuatro años.
“No anticipamos que el sensor se podría utilizar para distinguir bacterias vivas y muertas, sino que llegó con el tiempo en una observación casual”, dijo Aida Ebrahimi, coautora de la investigación.
El sensor funciona detectando cambios en la conductividad eléctrica en muestras que contienen células bacterianas.
“Como una analogía del proceso seria como tomarle directamente el pulso a las bacterias. No cabe duda de que los resultados de la medición fisiológica no sólo son más rápidos, sino también superiores”, dijo el Profesor Muhammad Ashraful Alam, responsable del estudio.
La osmorregulación se trata de un proceso que permite a las células mantener una presión interna adecuada, regulando la entrada y salida de agua, sales minerales y otras sustancias a través de la membrana celular, para que su composición química apenas varíe.
En el caso de un cultivo, cuando la muestra empieza a evaporarse del sensor, las células detectan un entorno cada vez más salado, accionando válvulas osmorreguladoras de emergencia en la membrana celular.
Eso provoca la liberación de agua y otras moléculas cargadas incluyendo sales, modificando la conductividad eléctrica de la muestra, que se mide por electrodos. Sin embargo, el cambio varía en función de si la célula está viva o muerta, o incluso dependiendo del tipo específico de bacteria, ya que utilizan canales osmorregulatorios diferentes.
“El objetivo es proporcionar una nueva herramienta para la medicina y el control alimentario, por lo que debe ser capaz de identificar rápidamente las bacterias y los antibióticos adecuados para el tratamiento de la infección“, agrego.
El sensor ya ha sido probado con éxito en bacterias vivas y muertas de E. coli, Salmonela y S. epidermidis. Ahora los investigadores han recibido una patente provisional por lo que se espera pronto se pueda desarrollar un modelo comercial.
Referencia: Universidad de Purdue, T21