Un equipo del Instituto de Micro y Nanotecnología (IMN-CNM), perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha desarrollado un innovador protocolo que utiliza la Microscopía Holográfica Digital (DHM) para caracterizar la masa seca y las propiedades morfológicas de las células bacterianas. Este avance, publicado en la revista Scientific Reports, representa un paso crucial para entender cómo las bacterias resisten los efectos de los antibióticos, lo que podría mejorar la eficacia de estos tratamientos.
La masa celular es un indicador fundamental del estado fisiológico y evolutivo de una bacteria. Entre los parámetros biofísicos importantes se encuentran la masa seca y la morfología. La masa seca, que se refiere al material biológico tras eliminar el agua de la célula, está directamente relacionada con el crecimiento bacteriano, su estado nutricional y su respuesta a los antibióticos. Un aumento en la masa seca indica actividad metabólica, mientras que una disminución puede señalar falta de nutrientes o un estado de reposo. Además, la morfología, determinada por la pared celular y el citoesqueleto, juega un papel esencial en cómo las bacterias interactúan con su entorno.
Nueva técnica para caracterizar bacterias
A pesar de su relevancia en el estudio bacteriano, la caracterización de la masa y morfología generalmente se realiza mediante microscopía y técnicas gravimétricas complejas. Con el fin de optimizar este proceso, el equipo del IMN-CSIC ha conseguido medir tanto la masa seca como la forma celular mediante DHM. Esta técnica óptica combina láseres con sistemas digitales para crear imágenes tridimensionales a escala celular.
La microscopía holográfica digital permite distinguir entre células individuales y agrupadas, analizar tendencias de crecimiento y prever los efectos de diversos tratamientos antibióticos. “Esta técnica nos permite cuantificar la masa seca de una población bacteriana y relacionarla directamente con su ciclo vital y estado fisiológico”, afirma Álvaro Cano, investigador del IMN-CSIC y autor del estudio.
Resultados prometedores en modelos bacterianos
El nuevo método ha sido probado exitosamente en dos especies modelo inactivas: Escherichia coli y Staphylococcus epidermidis. Los investigadores han obtenido resultados consistentes con otras metodologías avanzadas como modelos teóricos de crecimiento bacteriano o Espectrometría de Masas Nanomecánica (NMS). Además de su alta precisión, esta técnica destaca por su facilidad de uso, rapidez y potencial para ser automatizada, lo que le confiere características escalables e industrializables.
La resistencia bacteriana constituye una grave amenaza para la salud mundial, tal como señala la Organización Mundial de la Salud (OMS). En su último informe, se indica que una de cada seis infecciones bacterianas presenta resistencia a tratamientos antibióticos. Este panorama lleva a los expertos a prever que la resistencia antimicrobiana será una causa principal de mortalidad global hacia 2050.
Próximos pasos en investigación sobre resistencia bacteriana
Dado este contexto alarmante, los investigadores planean aplicar el método desarrollado en el IMN-CSIC a bacterias vivas en sus entornos naturales. “Nuestro objetivo es analizar cómo varían masa y morfología durante el tratamiento con antibióticos; este conocimiento es esencial para comprender los mecanismos de resistencia y mejorar así los tratamientos”, concluye Cano.
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