El grafeno detecta si una bacteria sigue viva después de usar un antibiótico

Si pudiéramos oírlas, comprobaríamos que las bacterias vivas emiten sonidos. Cuando un antibiótico las mata enmudecen, pero si los sonidos siguen significa que la bacteria ha resistido al fármaco. Ahora, un equipo de científicos ha podido capturar esas señales con grafeno.

El hallazgo, publicado este lunes en la revista Nature Nanotecnology, ayudará a comprobar la eficacia de los antibióticos y a detectar la resistencia de algunas bacterias frente a ciertos fármacos.

La investigación ha sido liderada por Farbod Alijani, de la Delft University of Technology (Países Bajos), quien, mientras estudiaba los fundamentos de la mecánica del grafeno se preguntó qué pasaría si este material extremadamente sensible entrase en contacto con un objeto biológico.

"El grafeno es una forma de carbono que se estructura en una sola capa de átomos y que se conoce como el material maravilloso". Además, "es un material muy fuerte y con buenas propiedades eléctricas y mecánicas, y es extremadamente sensible a las fuerzas externas", explica Alijani.

El equipo de Alijani inició una colaboración con el grupo de nanobiología de Cees Dekker y con el grupo de nanomecánica de Peter Steeneken y, junto a los investigadores Irek Roslon y Aleksandre Japaridze, empezaron los experimentos con la bacteria E. coli.

"Lo que vimos fue increíble. Cuando la bacteria se adhirió a la superficie de un tambor de grafeno, generó unas oscilaciones aleatorias de baja amplitud, de unos pocos nanómetros, que se podían captar. ¡Podíamos escuchar el sonido de una bacteria!", destaca Dekker.

Estas oscilaciones son parte de un proceso biológico de la bacteria que se produce en el flagelo, la cola que impulsa a la bacteria. Y aunque esos latigazos del flagelo en el grafeno eran extremadamente pequeños, a nanoescala, "se pueden convertir en pistas de sonido y escucharlos", comenta Alijani.

La investigación tendrá enormes implicaciones para la detección de la resistencia a los antibióticos, tal y como demostraron los experimentos: Si la bacteria es resistente, las oscilaciones se mantienen al mismo nivel, mientras que cuando el fármaco funciona, las oscilaciones de la bacteria decrecen y en pocas horas desaparecen.

Gracias a la alta sensibilidad de los tambores de grafeno, este fenómeno se pude detectar con una sola bacteria.

"Para el futuro, nuestro objetivo es optimizar nuestra plataforma de sensibilidad a antibióticos de grafeno de una sola célula y validarla contra una variedad de muestras patógenas. Para que eventualmente pueda usarse como un conjunto de herramientas de diagnóstico efectivo para la detección rápida de resistencia a los antibióticos en la práctica clínica", detalla Alijani.

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

Edición: Emilio Gómez