Pesquisadores de Bochum, Göttingen, Duisburg e Cologne desenvolveram um novo método para detectar bactérias e infecções. Eles usam nanossensores fluorescentes para rastrear patógenos mais rápida e facilmente do que com métodos estabelecidos. Uma equipe liderada pelo professor Sebastian Kruß, anteriormente na Universidade de Göttingen, agora em Ruhr-Universität Bochum (RUB), descreve os resultados no jornal Nature Communications , publicado online em 25 de novembro de 2020.

Os métodos tradicionais de detecção de bactérias requerem a coleta e análise de amostras de tecido. Sebastian Kruß e sua equipe esperam eliminar a necessidade de colher amostras usando minúsculos sensores ópticos para visualizar os patógenos diretamente no local da infecção.

Alterações de fluorescência na presença de moléculas bacterianas

Os sensores são baseados em nanotubos de carbono modificados com diâmetro inferior a um nanômetro. Se eles forem irradiados com luz visível, eles emitem luz na faixa do infravermelho próximo (comprimento de onda de 1, 000 nanômetros e mais), que não é visível para os humanos. O comportamento da fluorescência muda quando os nanotubos colidem com certas moléculas em seu ambiente. Uma vez que as bactérias secretam uma mistura característica de moléculas, a luz emitida pelos sensores pode, portanto, indicar a presença de certos patógenos. No artigo atual, a equipe de pesquisa descreve sensores que detectam e diferenciam patógenos nocivos associados a, por exemplo, infecções de implante.

"O fato de os sensores trabalharem na faixa do infravermelho próximo é particularmente relevante para imagens ópticas, porque nesta faixa existem muito menos sinais de fundo que podem corromper os resultados, "diz Sebastian Kruß, que chefia o Grupo de Interfaces Funcionais e Biossistemas no RUB e é membro do Grupo de Excelência de Resolução do Ruhr Explores (Resolv). Uma vez que a luz deste comprimento de onda penetra mais profundamente no tecido humano do que a luz visível, isso pode permitir que os sensores de bactérias leiam até mesmo sob curativos de feridas ou em implantes.

Áreas de aplicação adicionais são concebíveis

"No futuro, isso poderia constituir a base para a detecção óptica de infecções em implantes inteligentes, já que a amostragem não seria mais necessária. Assim, permitiria que o processo de cicatrização ou uma possível infecção fosse detectada rapidamente, resultando em melhor atendimento ao paciente, "diz Robert Nißler, autor principal do estudo da Universidade de Göttingen. “As possíveis áreas de aplicação não se limitam a isso, "adiciona Kruß." Por exemplo, um diagnóstico rápido melhorado de hemoculturas no contexto de sepse também é concebível no futuro. "

Além de pesquisadores de Físico-Química II da Ruhr-Universität Bochum e do Instituto de Físico-Química da Universidade de Göttingen, o estudo também envolveu equipes da Microbiologia Médica do University Medical Center Göttingen, University Hospital Cologne e o Instituto Fraunhofer de Circuitos e Sistemas Microeletrônicos em Duisburg.