Un aspecto de la actividad bacteriana es la producción de las llamadas vesículas de membrana extracelular (MV):'paquetes' biológicos envueltos en una membrana bicapa lipídica, portar, por ejemplo, material genético. Aparte de tener funciones biológicas específicas, Los MV se utilizan cada vez más en aplicaciones nanobiotecnológicas, incluida la administración de fármacos y el transporte de enzimas. Para comprender mejor los procesos que involucran MV, es esencial una plena comprensión de sus propiedades físicas. En particular, el grado de heterogeneidad de las vesículas liberadas por un solo tipo de bacteria es un punto importante. Ahora, Azuma Taoka de la Universidad de Kanazawa, Nobuhiko Nomura de la Universidad de Tsukuba y sus colegas han abordado esta pregunta, y demostrar una heterogeneidad física no reconocida previamente en las vesículas de membrana de cuatro tipos de bacterias.

Los investigadores aplicaron microscopía de fuerza atómica de imágenes de fase (AFM) para estudiar las propiedades físicas de los MV producidos por E. coli, P. aeruginosa, P. denitrificans y B. subtilis . En AFM de imágenes de fase, una muestra se 'golpea' con una punta en voladizo oscilante de tamaño nanométrico; el retraso observado en la oscilación de la punta en comparación con la oscilación libre proporciona una medida de la disipación de energía debido a la interacción con la superficie de la muestra. Esta disipación Sucesivamente, está relacionado con las propiedades físicas de la superficie, incluida la adherencia, elasticidad y fricción, cuyas variaciones se deben a diferencias de composición.

Taoka, Nomura y sus colegas grabaron imágenes de fase de muchos MV, y codificado por colores los MV en una escala que va desde "no adherente / duro" (baja adherencia, elasticidad y / o fricción) a "adherente / suave" (alta adherencia, elasticidad y / o fricción). Al analizar estos mapas, los científicos descubrieron una gran diversidad de propiedades físicas de los MV. Verificaron si los mapas cambiaron durante la toma de imágenes; las propiedades físicas se mantuvieron estables en el tiempo, por lo que se podría concluir que la diversidad es una característica intrínseca de los MV.

Los investigadores encontraron que la heterogeneidad física es causada por factores biológicos, ya que el tamaño de MV y los cambios de fase no están correlacionados. Es más, observaron que diferentes tipos de bacterias forman MV con diferentes distribuciones de propiedades físicas. Finalmente, los científicos argumentaron que la alta heterogeneidad observada refleja que la composición química de las VM es heterogénea.

El trabajo de Taoka, Nomura y sus colegas no solo presentan información importante sobre las propiedades de las VM producidas por diferentes bacterias, pero también muestra el poder del AFM por desplazamiento de fase como una herramienta para vesículas biológicas. Citando a los investigadores:"Se espera que el uso de estas técnicas de vanguardia para el mapeo físico a nanoescala contribuya a proporcionar información más detallada sobre la naturaleza no descubierta de las MV bacterianas y dilucidar los mecanismos moleculares que respaldan sus funciones".