Un equipo interdisciplinario de investigadores de ingeniería y farmacéuticos de la Universidad de Alberta ha inventado un dispositivo que puede identificar rápidamente las bacterias dañinas y puede determinar si es resistente a los antibióticos.
Faheem Khan, Hashem Etayash de la Cátedra de Investigación de Excelencia y Thomas Thundat han diseñado un dispositivo capaz de detectar la presencia de bacterias específicas, para a continuación, determinar a qué medicamentos son más susceptibles. Crédito: Universidad de Alberta
El dispositivo podría ahorrar un tiempo precioso en la atención al paciente y la salud pública, y evitar la propagación de cepas resistentes a los medicamentos de las bacterias.
Los hallazgos del equipo se publican en un artículo titulado voladizo de microfluidos detecta bacterias y mide su susceptibilidad a los antibióticos en pequeños volúmenes reducidos en la edición actual de Nature Communications.
El dispositivo fue diseñado para buscar y atrapar diferentes tipos de bacterias y averiguar qué antibióticos son más eficaces contra ellos.
El dispositivo fue diseñado para buscar y atrapar diferentes tipos de bacterias y averiguar qué antibióticos son más eficaces contra ellos.
En lugar de crecimiento de cultivos bacterianos después de probarlos- un uso común y un enfoque que consume mucho tiempo- el dispositivo microscópico se basa en la tecnología de nano-escala para obtener resultados rápidos.
La característica principal del dispositivo es un voladizo-un tablón que se asemeja a una placa de buceo que tiene un canal microfluídico 25 veces menor que la anchura de un cabello grabado en su superficie. El canal está recubierto con biomateriales, como anticuerpos, que las bacterias dañinas como E. coli o listeria en muestras de fluido se adhieren a él.
Cuando las bacterias son capturadas, el dispositivo envía tres señales diferentes a los investigadores.
Cuando las bacterias detectan cambios en la masa del voladizo, se doblan, explica Thomas Thundat, profesor en el Departamento de Ingeniería Química y de Materiales y de la Cátedra de Investigación de Excelencia en Oil Sands Ingeniería Molecular. "Así que esto nos da dos señales: la variación de la masa y la acción de flexión".
Por el resplandor de la luz infrarroja de las bacterias, se envía una tercera señal, agregó. Si el material bacteriano absorbe la luz comienza a vibrar, generando una mínima cantidad de calor que envía una señal de confirmación. Thundat said. Tener tres métodos de detección "significa que no hay ambigüedad", dijo Thundat.
"Mediante el seguimiento de la interacción de la luz y las bacterias, podemos conseguir una detección altamente selectiva de bacterias", dijo Faheem Khan, un investigador en el laboratorio de Thundat. "Es nuestro momento de la verdad."
Con las bacterias atrapadas en el voladizo, diferentes antibióticos se pueden añadir al dispositivo. Y los cambios en la intensidad de pequeñas oscilaciones de la señal en voladizo a los investigadores si las bacterias están vivas o muertas. Luego, los investigadores saben a qué antibióticos las bacterias son susceptibles.
"Estamos tratando de encontrar una manera de luchar contra la resistencia bacteriana a los medicamentos y prevenir o al menos disminuir la propagación de cepas resistentes a los medicamentos", dijo Hashem Etayash, un estudiante de doctorado en la Facultad de Farmacia y Ciencias Farmacéuticas. "Somos capaces de hacer varias pruebas en un período muy corto de tiempo y podemos identificar rápidamente los errores que pueden resistir los antibióticos."
El dispositivo puede ser utilizado para probar extremadamente pequeñas muestras de fluido, millones de veces más pequeño que una gota de lluvia. Thundat dice que el tamaño del dispositivo es ventajoso cuando sólo desea una muestra muy pequeña, en lugares tales como cuidados intensivos neonatales unidad, o en situaciones donde sólo las muestras muy pequeñas están disponibles.
"Mediante el seguimiento de la interacción de la luz y las bacterias, podemos conseguir una detección altamente selectiva de bacterias", dijo Faheem Khan, un investigador en el laboratorio de Thundat. "Es nuestro momento de la verdad."
Con las bacterias atrapadas en el voladizo, diferentes antibióticos se pueden añadir al dispositivo. Y los cambios en la intensidad de pequeñas oscilaciones de la señal en voladizo a los investigadores si las bacterias están vivas o muertas. Luego, los investigadores saben a qué antibióticos las bacterias son susceptibles.
"Estamos tratando de encontrar una manera de luchar contra la resistencia bacteriana a los medicamentos y prevenir o al menos disminuir la propagación de cepas resistentes a los medicamentos", dijo Hashem Etayash, un estudiante de doctorado en la Facultad de Farmacia y Ciencias Farmacéuticas. "Somos capaces de hacer varias pruebas en un período muy corto de tiempo y podemos identificar rápidamente los errores que pueden resistir los antibióticos."
El dispositivo puede ser utilizado para probar extremadamente pequeñas muestras de fluido, millones de veces más pequeño que una gota de lluvia. Thundat dice que el tamaño del dispositivo es ventajoso cuando sólo desea una muestra muy pequeña, en lugares tales como cuidados intensivos neonatales unidad, o en situaciones donde sólo las muestras muy pequeñas están disponibles.
La investigación fue financiada por el Gobierno de Canada y el programa Excellence Research Chairs de Canadá.
El equipo ha patentado la tecnología y Etayash y Khan están esperando para diseñar un prototipo de mano del dispositivo y llevarlo al mercado.
El equipo ha patentado la tecnología y Etayash y Khan están esperando para diseñar un prototipo de mano del dispositivo y llevarlo al mercado.
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