Investigadores de Bochum, Gotinga, Duisburg y Colonia han desarrollado un nuevo método para detectar bacterias e infecciones. Usan nanosensores fluorescentes para rastrear patógenos más rápido y más fácilmente que con los métodos establecidos. Un equipo encabezado por el profesor Sebastian Kruß, anteriormente en la Universidad de Göttingen, ahora en Ruhr-Universität Bochum (RUB), describe los resultados en la revista Comunicaciones de la naturaleza , publicado en línea el 25 de noviembre de 2020.

Los métodos tradicionales de detección de bacterias requieren que se tomen y analicen muestras de tejido. Sebastian Kruß y su equipo esperan eliminar la necesidad de tomar muestras mediante el uso de pequeños sensores ópticos para visualizar los patógenos directamente en el sitio de la infección.

Cambios de fluorescencia en presencia de moléculas bacterianas.

Los sensores se basan en nanotubos de carbono modificados con un diámetro inferior a un nanómetro. Si se irradian con luz visible, emiten luz en el rango del infrarrojo cercano (longitud de onda de 1, 000 nanómetros y más), que no es visible para los humanos. El comportamiento de la fluorescencia cambia cuando los nanotubos chocan con determinadas moléculas de su entorno. Dado que las bacterias secretan una mezcla característica de moléculas, la luz emitida por los sensores puede indicar la presencia de ciertos patógenos. En el documento actual, el equipo de investigación describe sensores que detectan y diferencian patógenos dañinos asociados con, por ejemplo, infecciones de implantes.

"El hecho de que los sensores funcionen en el rango del infrarrojo cercano es particularmente relevante para la obtención de imágenes ópticas, porque en este rango hay muchas menos señales de fondo que pueden corromper los resultados, "dice Sebastian Kruß, quien dirige el Grupo de Biosistemas y Interfaces Funcionales en RUB y es miembro del Clúster de Excelencia de Solvatación de Ruhr Explores (Resolv). Dado que la luz de esta longitud de onda penetra más profundamente en el tejido humano que la luz visible, esto podría permitir la lectura de sensores de bacterias incluso debajo de vendajes para heridas o sobre implantes.

Son posibles otras áreas de aplicación

"En el futuro, esto podría constituir la base para la detección óptica de infecciones en implantes inteligentes, ya que el muestreo ya no sería necesario. Permitiría así detectar rápidamente el proceso de curación o una posible infección, resultando en una mejor atención al paciente, "dice Robert Nißler, autor principal del estudio de la Universidad de Göttingen. "Las posibles áreas de aplicación no se limitan a esto, "añade Kruß". Por ejemplo, También es concebible en el futuro un diagnóstico rápido mejorado de los hemocultivos en el contexto de la sepsis ".

Además de los investigadores de la Química Física II de la Ruhr-Universität Bochum y el Instituto de Química Física de la Universidad de Göttingen, En el estudio también participaron equipos de Microbiología Médica del Centro Médico Universitario de Göttingen, Hospital Universitario de Colonia y el Instituto Fraunhofer de Circuitos y Sistemas Microelectrónicos en Duisburg.