Al escuchar a las bacterias, se puede saber si están vivas o no. De esta manera, se puede determinar rápidamente si los antibióticos funcionan. Los investigadores de Delft han desarrollado una técnica para hacerlo posible, capturando el sonido mínimo de las bacterias mediante el grafeno.
Sabemos que las láminas de grafeno son muy sensibles a las influencias externas", afirma el estudiante de doctorado de Delft Irek Roslon. Nos preguntamos qué pasaría si se colocara algo vivo, como una bacteria, sobre ella. ¿Seríamos capaces de captar el movimiento de dicha bacteria? Esa fue la pregunta que inició la investigación de Delft sobre la escucha de bacterias.
Tambor de grafeno
Los biólogos suelen estudiar las bacterias bajo el microscopio, en el vacío. Como las bacterias no sobreviven a esas condiciones, los investigadores se fijan en las células muertas. Sin embargo, con el grafeno es posible estudiar las bacterias vivas. El grafeno es un material excepcionalmente fino y resistente que consiste en una sola capa de átomos de carbono dispuestos en una estructura como en los alambres para pollo. Esto permite aplicar "láminas de tambor" de grafeno en un líquido que contiene bacterias vivas. El grafeno es lo suficientemente fino como para captar el "sonido" de las bacterias", afirma Roslon. Y al mismo tiempo es lo suficientemente fuerte como para no romperse bajo la presión del líquido.
Los investigadores probaron su técnica con un líquido que contenía la bacteria común E. coli. En las láminas de grafeno untamos una sustancia pegajosa que atrapa las bacterias si se acercan demasiado al grafeno", explica Roslon. Vertieron el líquido que contenía las bacterias sobre las pieles de los bidones embadurnados. Las bacterias se hundieron y se pegaron al grafeno.
Bacterias y tambor
Una vez atascado, el movimiento de las bacterias hace que la piel del tambor vibre. Estas vibraciones son minúsculas: la hoja solo se mueve unas millonésimas de milímetro. Al iluminarla con un láser y captar la luz reflejada, los investigadores pueden detectar estas minivibraciones. A continuación, convierten esa señal en sonido. Fue muy bonito escuchar por primera vez el sonido de una sola bacteria", dice Roslon.
La vibración de la cabeza del tambor está causada principalmente por el movimiento del flagelo, la cola del látigo de la bacteria. Es como si la bacteria golpeara el tambor con su cola. Pero los investigadores descubrieron que las bacterias sin cola también pueden hacerse oír, aunque un poco más débilmente. Roslon: "Todavía estamos investigando cómo es posible. En una bacteria tienen lugar todo tipo de procesos; crece y se divide. Estos podrían ser los responsables del débil sonido".
Los investigadores están seguros de que el sonido se origina en bacterias vivas. Si añaden un antibiótico, el sonido desaparece en una o dos horas, el tiempo que el antibiótico necesita para matar la bacteria.
Resistencia a los antibióticos
Esto significa que también se puede utilizar la técnica del grafeno para comprobar si las bacterias son resistentes a un determinado antibiótico. Si son resistentes, el fármaco deja de funcionar y, por tanto, siguen vivos. Esto es relevante para el tratamiento de pacientes con infecciones bacterianas.
Con la técnica actual, se tarda de dos a tres días en saber qué antibióticos funcionan para un paciente. Con la técnica del injerto, esto podría hacerse en pocas horas. Por ello, los investigadores quieren seguir desarrollando esta técnica en una empresa de nueva creación para convertirla en una máquina comercial para hospitales, por ejemplo.