¿Alguna vez te has preguntado si las bacterias emiten sonidos distintivos? Si pudiéramos escuchar a las bacterias, podríamos saber si están vivas o no. Cuando se eliminan las bacterias con un antibiótico, esos sonidos se detendrían, a menos, por supuesto, que las bacterias sean resistentes al antibiótico. Esto es exactamente lo que un equipo de investigadores de TU Delft, dirigido por el Dr. Farbod Alijani, logró ahora:capturaron el ruido de bajo nivel de una sola bacteria usando grafeno. Ahora, su investigación se publica en Nature Nanotechnology .

El sonido de una sola bacteria

El equipo de Farbod Alijani originalmente estaba investigando los fundamentos de la mecánica del grafeno, pero en un momento dado se preguntaron qué pasaría si este material extremadamente sensible entra en contacto con un solo objeto biológico. "El grafeno es una forma de carbono que consta de una sola capa de átomos y también se conoce como el material maravilloso", dice Alijani. "Es muy fuerte con buenas propiedades eléctricas y mecánicas, y también es extremadamente sensible a las fuerzas externas".

El equipo de investigadores inició una colaboración con el grupo de nanobiología de Cees Dekker y el grupo de nanomecánica de Peter Steeneken. Junto con Ph.D. el estudiante Irek Roslon y el postdoctorado Dr. Aleksandre Japaridze, el equipo realizó sus primeros experimentos con la bacteria E. coli. Cees Dekker:"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. Pudimos escuchar el sonido de una sola bacteria. "

Golpeando un tambor de grafeno con una bacteria

Las oscilaciones extremadamente pequeñas 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 comprender cuán diminutos son estos latidos flagelares en el grafeno, vale la pena decir que son al menos 10 mil millones de veces más pequeños que el golpe de un boxeador cuando alcanza un saco de boxeo. Sin embargo, estos latidos a nanoescala se pueden convertir en pistas de sonido y escuchar, y qué genial es eso", dice Alijani.

Grafeno para la detección rápida de resistencia a los antibióticos

Esta investigación tiene enormes implicaciones para la detección de la resistencia a los antibióticos. 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 más tarde, pero luego desaparecían por completo. Gracias a la alta sensibilidad de los tambores de grafeno, el fenómeno se puede detectar con una sola celda.

Farbod Alijani dice:"Para el futuro, nuestro objetivo es optimizar nuestra plataforma de sensibilidad a los antibióticos de grafeno de una sola célula y validarla contra una variedad de muestras patógenas. De modo que eventualmente pueda usarse como un conjunto de herramientas de diagnóstico eficaz para la detección rápida de resistencia a los antibióticos en Práctica clinica."

Peter Steeneken dice:"Esta sería una herramienta invaluable en la lucha contra la resistencia a los antibióticos, una amenaza cada vez mayor para la salud humana en todo el mundo".

El estudio se titula "Sondando nanomovimiento de bacterias individuales con tambores de grafeno". + Explora más

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