Un novedoso sensor electroquímico detecta bacterias peligrosas
Nuevo sensor para la detección de bacterias con un innovador revestimiento superficial
Cada año, las infecciones bacterianas se cobran varios millones de vidas en todo el mundo. Por eso es crucial detectar microorganismos nocivos, no sólo en el diagnóstico de enfermedades, sino también, por ejemplo, en la producción de alimentos. Sin embargo, los métodos disponibles hasta ahora suelen llevar mucho tiempo, requieren equipos caros o sólo pueden ser utilizados por especialistas. Además, a menudo son incapaces de distinguir entre bacterias activas y sus productos de descomposición.
En cambio, el nuevo método sólo detecta las bacterias intactas. Aprovecha el hecho de que los microorganismos sólo atacan a determinadas células corporales, a las que reconocen por la estructura específica de sus moléculas de azúcar. Esta matriz, conocida como glicocálix, difiere según el tipo de célula. Sirve, por así decirlo, de identificador de las células corporales. Esto significa que, para capturar una bacteria concreta, basta con conocer la estructura reconocible en el glicocálix de su célula huésped preferida y utilizarla como "cebo".
Esto es precisamente lo que han hecho los investigadores. "En nuestro estudio queríamos detectar una cepa específica de la bacteria intestinal Escherichia coli, o E. coli para abreviar", explica el profesor Andreas Terfort, del Instituto de Química Inorgánica y Analítica de la Universidad Goethe de Fráncfort. "Sabíamos qué células suele infectar el patógeno. Lo utilizamos para recubrir nuestro chip con un glicocálix artificial que imita la superficie de estas células huésped. De este modo, sólo las bacterias de la cepa de E. coli objetivo se adhieren al sensor".
E. coli tiene muchos brazos cortos, conocidos como pili, que la bacteria utiliza para reconocer el glicocálix de su huésped y adherirse a él. "La bacteria utiliza sus pili para unirse al sensor en varios lugares, lo que le permite aferrarse especialmente bien", explica Terfort. Además, la estructura química del glicocálix artificial es tal que los microbios sin los brazos adecuados se deslizan de él, como un huevo de una sartén bien engrasada. Esto garantiza que, efectivamente, sólo se retengan las bacterias patógenas E. coli.
Pero, ¿cómo pudieron los científicos corroborar que las bacterias estaban realmente adheridas al glicocálix artificial? "Unimos las moléculas de azúcar a un polímero conductor", explica Sebastian Balser, investigador doctoral del profesor Terfort y primer autor del trabajo. "Aplicando un voltaje eléctrico a través de estos 'cables', somos capaces de leer cuántas bacterias se habían unido al sensor".
El estudio documenta su eficacia: Los investigadores mezclaron patógenos de la cepa E. coli objetivo entre bacterias E. coli inofensivas en diversas concentraciones. "Nuestro sensor fue capaz de detectar los microorganismos nocivos incluso en cantidades muy pequeñas", explica Terfort. "Es más, cuanto mayor era la concentración de la bacteria objetivo, más fuertes eran las señales emitidas".
El artículo es una prueba inicial de que el método funciona. En el siguiente paso, los grupos de trabajo implicados quieren investigar si también resiste la prueba en la práctica. Por ejemplo, es posible utilizarlo en regiones donde no hay hospitales con laboratorios de diagnóstico sofisticados.
Al utilizar una superficie personalizada para cebar a los patógenos objetivo, éstos se separan por sí solos de una mezcla de muchas bacterias diferentes. Esto facilita su detección electroquímica.
Sebastian Bals
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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