Escuchar el sonido de una sola bacteria

En el artículo Probing nanomotion of single bacteria with graphene drums (Nature Nanotechnology), investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft, Países Bajos presentan una nueva técnica que utiliza tambores ultrafinos hechos de bicapas de grafeno con los cuales se puede medir el nanomovimiento de bacterias individuales cuando crecen en medio acuoso. Las oscilaciones extremadamente pequeñas de las bacterias son el resultado de los procesos biológicos vinculados principalmente con sus flagelos (colas en la superficie celular que impulsan a las bacterias). El grafeno, nanomaterial (nanoplaca) de carbono que consta de una sola hoja de átomos, es muy fuerte, posee buenas propiedades eléctricas, mecánicas y también es extremadamente sensible a las fuerzas externas. Investigadores del grupo de nanobiología y del grupo de nanomecánica de la Universidad, entre otros, realizaron  sus primeros experimentos con la bacteria E. coli.

                              Crédito: Irek E. Roslón. Universidad Tecológica de Delft. 

Cuando una sola bacteria se adhiere a la superficie de un tambor de grafeno, genera oscilaciones aleatorias con amplitudes muy bajas, de unos pocos nanómetros (amplitudes de hasta 60 nm, ejerciendo fuerzas de hasta 6 nanonewton en su entorno) que han podido detectar. De tal modo han escuchado  el sonido de una sola bacteria. La investigación tiene enormes implicaciones en la detección de la resistencia a los antibióticos. Si las bacterias son resistentes al antibiótico, las oscilaciones continúan al mismo nivel. Cuando las bacterias son susceptibles al fármaco, las vibraciones disminuyen en una o dos horas para luego desaparecer por completo. Gracias a la alta sensibilidad de los tambores de grafeno, el fenómeno se puede detectar usando una sola celda. La plataforma de sensibilidad a los antibióticos de grafeno se puede validar para el seguimiento de una importante variedad simultánea de muestras patógenas permitiendo su uso como un conjunto de herramientas para el  diagnóstico clínico rápido y eficaz de la resistencia a los antibióticos. Una herramienta invaluable para combatir  una amenaza cada vez mayor para la salud humana en todo el mundo.

Información Complementaria: Probing nanomotion of single bacteria with graphene drums