Científicos de EPFL, trabajando en asociación con el Hospital Valais en Sion y la Universidad Fudan en Shanghai, han desarrollado un método para analizar bacterias que, por primera vez en la historia, permite a los médicos ver rápidamente exactamente qué proteínas están asociadas con la resistencia a los antibióticos.

Algunas bacterias contienen proteínas que indican resistencia a los antibióticos. Pero para detectar esas proteínas, los médicos deben poder abrir las membranas de las bacterias y analizar las proteínas en su interior, algo que hasta ahora ha sido imposible, ya que la espectrometría de masas solo puede identificar proteínas pequeñas. Sin embargo, Los científicos del campus de Sion de EPFL que trabajan en asociación con colegas de la Universidad Fudan en Shanghai han desarrollado un método único que se puede utilizar para analizar un amplio espectro de proteínas e identificar tanto las bacterias como su resistencia a los antibióticos. El proceso combina nanopartículas de dióxido de titanio con la energía emitida por los rayos de luz ultravioleta. Su investigación ha sido publicada en Ciencia química .

La OMS ha nombrado a la resistencia bacteriana a los antibióticos como la mayor amenaza para la salud humana. Es el resultado de que los médicos prescriban antibióticos en exceso, que ha acelerado los mecanismos de defensa regulares de las bacterias, eliminar los microbios más débiles y permitir que sobrevivan los más fuertes. Con el tiempo, estas bacterias han evolucionado para protegerse de los antibióticos por mutación genética, transmitir mutaciones genéticas a su descendencia o intercambiar ADN con otras bacterias.

Hoy en día, los científicos están tratando de ralentizar este proceso dirigiéndose mejor a bacterias específicas para evitar la formación de nuevas cepas multirresistentes. Eso significa que deben poder identificar con precisión con qué bacterias están tratando. El principal método utilizado en los hospitales para detectar la resistencia a los antibióticos consiste en cultivar cultivos de bacterias en presencia de antibióticos. pero esta técnica puede llevar varias horas o incluso días. Otro método implica el uso de espectrometría de masas para analizar cepas de bacterias cultivadas en una placa de Petri; los médicos colocan las bacterias en una placa de acero y las irradian con un láser. Eso genera una nube de proteínas que se pueden analizar para determinar el fenotipo de la bacteria. Pero ninguno de los métodos es capaz de identificar proteínas más grandes, razón por la cual el equipo de investigación se propuso desarrollar una nueva.

Placas de acero impresas con dióxido de titanio

Los científicos de EPFL, trabajando en el Laboratorio de Electroquímica Física y Analítica de la escuela (LEPA), y sus colegas en Shanghai utilizaron placas de acero que habían sido impresas con nanopartículas de dióxido de titanio. "El dióxido de titanio es un polvo blanco que absorbe la luz. Cuando lo golpean los rayos ultravioleta, el polvo desencadena una reacción electroquímica que mejora los efectos del láser al explotar literalmente las membranas bacterianas, "dice Hubert Girault, jefe de LEPA.

Este método abre las bacterias mucho más que las existentes, liberando una serie de moléculas biológicas que incluyen proteínas, ADN ARN, y lípidos. "Observamos principalmente las proteínas, ya que son los que potencialmente pueden alterar o deteriorar los antibióticos, "dice Horst Pick, un biólogo que ayudó a desarrollar el método. “Pero también descubrimos que podíamos usar la misma técnica de espectrometría de masas para analizar todos los otros tipos de moléculas liberadas y obtener la 'huella dactilar' de la bacteria. Eso puede ayudar a los médicos a identificar el tipo específico de bacteria ".

Como siguiente paso, los científicos esperan poder trabajar con las bacterias directamente, sin tener que cultivar primero cultivos. Eso reduciría el tiempo de análisis a 30 minutos, un gran beneficio ya que el tiempo es esencial cuando se lucha contra una infección, y garantizaría que los médicos apunten a los microbios correctos. Ya se han realizado ensayos muy prometedores.