A luta interminável contra as bactérias deu uma guinada a favor da humanidade com o anúncio de uma ferramenta que poderia dar uma vantagem na pesquisa de drogas.

A resistência bacteriana aos antibióticos gerou manchetes alarmantes nos últimos anos, com a perspectiva de que os tratamentos comumente prescritos se tornem obsoletos, disparando o alarme no estabelecimento médico.

Formas mais eficientes de testar substituições são desesperadamente necessárias, e uma equipe da Universidade de Pós-Graduação do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST) acaba de encontrar um.

Em seu jornal, publicado em Sensores ACS , os cientistas observam uma estrutura microbiana chamada biofilme - células bacterianas que se unem em uma matriz viscosa.

São vantajosos para as bactérias, mesmo dando resistência aos antibióticos convencionais. Com propriedades como essas, biofilmes podem ser perigosos quando contaminam ambientes e indústrias; tudo, desde contaminar a produção de alimentos até entupir tubos de tratamento de esgoto. Biofilmes também podem se tornar letais se entrarem em instalações médicas.

Compreender como os biofilmes são formados é a chave para encontrar maneiras de derrotá-los, e este estudo reuniu cientistas do OIST com experiência em biotecnologia, nanoengenharia e programação de software para lidar com isso.

A equipe se concentrou na cinética de montagem de biofilme - as reações bioquímicas que permitem que as bactérias produzam sua estrutura de matriz ligada. Reunir informações sobre como essas reações funcionam pode dizer muito sobre quais drogas e produtos químicos podem ser usados ​​para combatê-las.

Nenhuma ferramenta estava disponível para a equipe que lhes permitisse monitorar o crescimento do biofilme com a frequência necessária para ter um entendimento claro dele. Então, eles modificaram uma ferramenta existente para seu próprio design.

Dr. Nikhil Bhalla, trabalhando na Unidade Micro / Bio / Nanofluídica do OIST, liderado pela Prof. Amy Shen, levou à nanoescala para encontrar uma solução:"Criamos pequenos chips com estruturas minúsculas para o crescimento de E. coli, "Ele disse." Eles são cobertos por nanoestruturas em forma de cogumelo com uma haste de dióxido de silício e uma tampa de ouro. "

Agora, tudo que a equipe precisava fazer era encontrar algumas bactérias para trabalhar. Entrando em contato com a Unidade de Biologia Celular Estrutural do OIST, a equipe foi ajudada pelo Dr. Bill Söderström, que forneceu estoques de E. coli na superfície de chips de nanomushroom para a equipe estudar.

Quando esses nanomushrooms estão sujeitos a um feixe de luz direcionado, eles o absorvem por ressonância de plasma de superfície localizada (LSPR). Ao medir a diferença entre os comprimentos de onda de luz que entram e saem do chip, os cientistas puderam fazer observações das bactérias crescendo ao redor das estruturas do cogumelo sem perturbar seus assuntos de teste e afetar seus resultados.

"Esta é a primeira vez que usamos essa técnica de detecção para estudar células bacterianas, "disse o Dr. Riccardo Funari, o biotecnologista residente da equipe, "mas o problema que encontramos foi que não conseguimos monitorar em tempo real."

Foi possível obter um fluxo constante de dados de sua configuração LSPR, mas exigia um novo conjunto de software para torná-lo funcional. Felizmente, o técnico de pesquisa Kang-yu Chu estava disponível para emprestar sua experiência em programação para o problema.

"Fizemos um programa de medição automática com análise instantânea com base no software existente, o que nos permite processar os dados com um clique. Isso reduziu bastante o trabalho manual envolvido e nos permitiu corrigir quaisquer problemas com o experimento à medida que acontecessem, "disse Kang-yu.

Agora, essas três disciplinas se combinaram para fazer uma ferramenta de bancada que pode ser usada em praticamente qualquer laboratório, e há planos para miniaturizar a tecnologia em um dispositivo portátil que poderia ser usado em uma grande variedade de aplicações de biossensor.

"Estudos sobre microrganismos clinicamente relevantes virão a seguir, "disse o Dr. Funari, "e estamos realmente entusiasmados com as aplicações. Esta pode ser uma ótima ferramenta para testar futuros medicamentos em muitos tipos diferentes de bactérias." Por enquanto pelo menos, os humanos estão assumindo a liderança na batalha bacteriana.