Un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Delft (Países Bajos) ha conseguido capturar el sonido de bajo nivel emitido por una bacteria utilizando grafeno, según publican en la revista 'Nature Nanotechnology'.
Los investigadores, dirigidos por el doctor Farbod Alijani, partía de la idea de que si se pudiera escuchar a las bacterias se podría saber si están vivas o si un tratamiento con antibióticos ha funcionado, esos sonidos dejarían de producirse.
El equipo estaba estudiando en un principio los fundamentos de la mecánica del grafeno, pero en un momento dado se preguntó qué pasaría si este material extremadamente sensible entra en contacto con un único objeto biológico.
"El grafeno es una forma de carbono formada por una sola capa de átomos y también se conoce como el material de las maravillas. Es muy resistente, con buenas propiedades eléctricas y mecánicas, y también es extremadamente sensible a las fuerzas externas", explica Alijani.
El equipo de investigadores inició una colaboración con el grupo de nanobiología de Cees Dekker y el de nanomecánica de Peter Steeneken. Junto con el estudiante de doctorado Irek Roslon y el doctor postdoctoral Aleksandre Japaridze, el equipo realizó sus primeros experimentos con bacterias 'E. coli'.
El nuevo método permite grabar el sonido de una bacteria y analizar si es resistente a antibióticos de una forma mucho más rápida de lo habitual
"Lo que vimos fue sorprendente. Cuando una sola bacteria se adhiere a la superficie de un tambor de grafeno genera oscilaciones aleatorias con amplitudes tan bajas como unos pocos nanómetros que pudimos detectar. Podíamos oír el sonido de una sola bacteria", asegura Cees Dekker.
Las pequeñísimas oscilaciones son el resultado de los procesos biológicos de las bacterias, con la contribución principal de sus flagelos (colas en la superficie celular que impulsan a las bacterias).
"Para entender lo diminutos que son estos latidos flagelares en el grafeno, cabe decir que son al menos 10.000 millones de veces más pequeños que el golpe de un boxeador al alcanzar un saco de boxeo. Sin embargo, estos latidos a nanoescala pueden convertirse en pistas de sonido y escucharse, y eso es genial", subraya Alijani.
DETECCIÓN DE LA RESISTENCIA A LOS ANTIBIÓTICOS
Esta investigación tiene enormes implicaciones para la detección de la resistencia a los antibióticos, resaltan los investigadores. Los resultados experimentales fueron inequívocos: si las bacterias eran resistentes al antibiótico, las oscilaciones continuaban al mismo nivel.
Cuando las bacterias eran susceptibles al fármaco, las vibraciones disminuían hasta una o dos horas después, pero luego desaparecían por completo. Gracias a la gran sensibilidad de los tambores de grafeno, el fenómeno puede detectarse con una sola célula.
"De cara al futuro, nuestro objetivo es optimizar nuestra plataforma de sensibilidad a los antibióticos con una sola célula de grafeno y validarla frente a una variedad de muestras patógenas. De modo que, con el tiempo, pueda utilizarse como un conjunto de herramientas de diagnóstico eficaces para la detección rápida de la resistencia a los antibióticos en la práctica clínica", avanza Alijani.
Peter Steeneken concluye que "esto sería una herramienta inestimable en la lucha contra la resistencia a los antibióticos, una amenaza cada vez mayor para la salud humana en todo el mundo".