la "lengua artificial" detecta e inactiva las bacterias comunes de la boca
En el futuro, las enfermedades dentales bacterianas también podrían diagnosticarse y tratarse mediante este sistema de sensores
Desde la sensación de pelusilla en los dientes hasta la desafortunada halitosis, las bacterias condicionan la salud bucal. Cuando las enfermedades dentales se instalan, es necesario diagnosticarlas y tratarlas, pero identificar los microorganismos que están detrás de una infección puede ser un proceso largo y costoso. Ahora, unos investigadores que publican un artículo en ACS Applied Materials & Interfaces han diseñado un conjunto de sensores químicos, o lengua artificial, que distingue las bacterias dentales y puede inactivarlas.
Cuando se sospecha que una bacteria es el agente causante de una enfermedad dental, como las caries o la periodontitis, el primer paso es identificar su origen. Los métodos tradicionales de detección e identificación pueden implicar el cultivo o la búsqueda de marcadores específicos de ADN pertenecientes a distintas especies mediante equipos sofisticados. Por eso, Na Lu, Zisheng Tang y sus colaboradores quisieron investigar una alternativa sencilla y menos costosa: conjuntos de sensores conocidos como lenguas electrónicas o artificiales. Las lenguas artificiales desarrolladas anteriormente han detectado y medido varios tipos de bacterias, de forma similar a como una lengua real puede degustar varios sabores a la vez. Y los investigadores querían añadir la capacidad de reducir o inactivar los efectos de las bacterias dentales identificadas.
Los investigadores recurrieron a una partícula nanoscópica que imita las enzimas naturales, denominada nanozima, y las fabricaron a partir de partículas de óxido de hierro recubiertas de cadenas de ADN. Cuando se añadieron peróxido de hidrógeno y un indicador incoloro en solución, la presencia de nanozimas hizo que el indicador se volviera azul brillante. Sin embargo, las bacterias que se adherían al ADN disminuían la reactividad de las nanozimas, reduciendo la cantidad de color azul producido. Los investigadores recubrieron las nanozimas con diferentes cadenas de ADN, de modo que cada tipo de bacteria pudiera vincularse a un cambio único en las señales de color. Para probar el sistema ADN-nanozima, a modo de lengua artificial, los investigadores crearon muestras de 11 especies diferentes de bacterias dentales. El conjunto de sensores fue capaz de identificar todas las bacterias en muestras de saliva artificial. A continuación, utilizando la matriz de sensores de nanozimas codificadas con ADN, los investigadores pudieron distinguir si una muestra de placa dental procedía de un voluntario sano o de una persona con caries.
Además, el conjunto de sensores de nanozimas codificadas con ADN tuvo efectos antibacterianos sobre las especies de bacterias dentales analizadas. En comparación con los controles sin las nanozimas, tres especies bacterianas típicas se inactivaron en soluciones que contenían el sistema de nanozimas. Las imágenes microscópicas electrónicas de barrido sugieren a los investigadores que el sistema de nanozimas destruyó las membranas de las bacterias. Sugieren que este sistema de sensores también podría utilizarse en el futuro para diagnosticar y tratar enfermedades dentales bacterianas.
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