Usando a microespectroscopia Raman para detectar rapidamente bactérias causadoras de doenças
p Crédito:Srividya Kumar
p Pesquisadores do Instituto Indiano de Ciência (IISc) desenvolveram um método para identificar e verificar rapidamente se uma bactéria causadora de doenças está viva ou morta. p Ele usa espectroscopia Raman, uma técnica que geralmente é usada para identificar ligações químicas em materiais, para reconhecer bactérias e verificar sua viabilidade, ou seu estado de estar vivo.
p “A singularidade deste estudo é a rapidez e sensibilidade do método, e seu potencial para ser modificado em um lado da cama, dispositivo de mesa para diagnóstico, "diz Srividya Kumar, um ex-Ph.D. estudante do Departamento de Química Inorgânica e Física, e primeiro autor do estudo publicado na revista
Química Analítica e Bioanalítica .
p Detecção rápida do agente causador da doença ou patógeno, bem como verificar se está vivo ou não em amostras de pacientes são fundamentais para o tratamento de doenças infecciosas. Identificar a viabilidade do patógeno também ajuda os médicos a decidir a dose de antibióticos a ser prescrita, e reduz a possibilidade de prescrição excessiva que pode levar à resistência aos antibióticos.
p Bactérias infecciosas são geralmente identificadas por técnicas como cultura - cultivando-as em um meio nutriente em uma placa de Petri. Pode levar cerca de dois a três dias para rastrear seu crescimento e confirmar se estão vivos ou mortos. Além disso, bactérias que são difíceis de crescer em culturas de laboratório muitas vezes passam despercebidas pelos métodos convencionais. Métodos mais sofisticados, como a reação em cadeia da polimerase (PCR), criam um perfil genético do micróbio, mas não pode dizer se está vivo ou morto.
p A espectroscopia Raman é amplamente utilizada no campo da química para sondar a estrutura das moléculas. Neste estudo, Contudo, Kumar e seus colegas combinaram essa abordagem com microscopia avançada para verificar a presença de bactérias. Eles usaram essa técnica para detectar se a bactéria da tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) estava presente em um meio de amostra que se assemelha a escarro. Eles também testaram amostras contendo cinco outros micróbios.
p Usando o microspectroscópio, os pesquisadores lançaram um feixe de laser da amostra e capturaram a luz espalhada pela amostra na forma de um espectro, que varia com a composição bioquímica da bactéria. Cada espécie bacteriana gera um espectro único com valores específicos para intensidade e posição de comprimento de onda da luz espalhada, dependendo do tipo de ligações químicas presentes no interior da célula bacteriana. A técnica foi sensível o suficiente para gerar um espectro mesmo para uma única célula bacteriana.
p O material que é usado para montar a bactéria nesta técnica, conhecido como substrato, também é crucial porque alguns substratos podem adicionar ruído ao perfil bioquímico. Os pesquisadores desenvolveram um neutro, substrato de filme fino à base de alumínio que não gera sinais de fundo que podem interferir com os espectros.
p Usando este método, os pesquisadores não só foram capazes de identificar a bactéria, mas também foram capazes de diferenciar entre células bacterianas vivas e mortas - uma vez que a composição química das duas difere - dentro de duas a três horas após a coleta da amostra.
p Como cada espécie bacteriana dá origem a um espectro único, pode ser possível construir um banco de dados de patógenos que pode ser usado no diagnóstico clínico.
p "Embora tenhamos validado o método para tuberculose, a metodologia pode ser estendida a qualquer tipo de infecção bacteriana, "diz Deepak Saini, professor associado do Departamento de Reprodução Molecular, Desenvolvimento e Genética, IISc, e um dos autores seniores do estudo.