La lucha interminable contra las bacterias ha dado un giro a favor de la humanidad con el anuncio de una herramienta que podría dar la ventaja en la investigación de medicamentos.
La resistencia bacteriana a los antibióticos ha producido titulares alarmantes en los últimos años, con la posibilidad de que los tratamientos comúnmente recetados se vuelvan obsoletos y active las alarmas en el establecimiento médico.
Se necesitan desesperadamente formas más eficientes de probar los reemplazos, y un equipo de la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST acaba de encontrar una.
En su artículo, publicado en sensores ACS , los científicos observan una estructura microbiana llamada biopelículas: células bacterianas que se agrupan en una matriz viscosa.
Estos son ventajosos para las bacterias, incluso dando resistencia a los antibióticos convencionales. Con propiedades como estas, las biopelículas pueden ser peligrosas cuando contaminan entornos e industrias; todo, desde contaminar la producción de alimentos hasta obstruir las tuberías de tratamiento de aguas residuales. Las biopelículas también pueden volverse letales si producensu camino a las instalaciones médicas.
Comprender cómo se forman las biopelículas es clave para encontrar formas de vencerlas, y este estudio reunió a científicos de la OIST con experiencia en biotecnología, nanoingeniería y programación de software para abordarlo.
El equipo se centró en la cinética de ensamblaje de biopelículas, las reacciones bioquímicas que permiten que las bacterias produzcan su estructura de matriz unida. Recopilar inteligencia sobre cómo funcionan estas reacciones puede decir mucho sobre qué medicamentos y productos químicos se pueden usar para contrarrestarlas.
No había herramientas disponibles para el equipo que les permitiera monitorear el crecimiento de biopelículas con la frecuencia que necesitaban para tener una comprensión clara del mismo. Por lo tanto, modificaron una herramienta existente a su propio diseño.
El Dr. Nikhil Bhalla, que trabaja en la Unidad de Micro / Bio / Nanofluídicos de OIST dirigida por la profesora Amy Shen, se acercó a la nanoescala para encontrar una solución: "Creamos pequeños chips con estructuras diminutas para que crezca E. coli", dijo.. "Están cubiertos de nanoestructuras en forma de hongo con un tallo de dióxido de silicio y una capa de oro".
Ahora todo lo que el equipo tenía que hacer era encontrar algunas bacterias con las que trabajar. Al comunicarse con la Unidad de Biología Celular Estructural de la OIST, el equipo fue ayudado por el Dr. Bill Söderström, quien suministró reservas de E. coli en la superficie de chips de nanomushroom para elequipo para estudiar.
Cuando estos nanomhongos están sujetos a un rayo de luz dirigido, lo absorben por resonancia de plasma de superficie localizada LSPR. Al medir la diferencia entre las longitudes de onda de luz que entran y salen del chip, los científicos podrían hacer observaciones de las bacterias que crecen alrededor delestructuras en forma de hongo sin molestar a los sujetos de prueba ni afectar sus resultados.
"Esta es la primera vez que usamos esta técnica de detección para estudiar células bacterianas", dijo el Dr. Riccardo Funari, biotecnólogo residente del equipo, "pero el problema que encontramos fue que no podíamos monitorearlo en tiempo real".
Era posible obtener un flujo constante de datos de su configuración LSPR, pero requería un conjunto de software completamente nuevo para hacerlo funcional. Afortunadamente, el técnico de investigación Kang-yu Chu estaba disponible para brindar su experiencia en programación al problema.
"Hicimos un programa de medición automático con análisis instantáneo basado en software existente, que nos permitió procesar los datos con un clic. Redujo en gran medida el trabajo manual involucrado y nos permitió corregir cualquier problema con el experimento a medida que ocurren", dijo Kang-Yu.
Ahora estas tres disciplinas se han combinado para crear una herramienta de sobremesa que se puede usar en prácticamente cualquier laboratorio, y hay planes para miniaturizar la tecnología en un dispositivo portátil que podría usarse en una gran variedad de aplicaciones de biosensores.
"Los estudios sobre microorganismos clínicamente relevantes serán los siguientes", dijo el Dr. Funari, "y estamos muy entusiasmados con las aplicaciones. Esta podría ser una gran herramienta para probar futuros medicamentos en muchos tipos diferentes de bacterias". Por ahoraal menos, los humanos están liderando la batalla bacteriana.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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