Un equipo del Instituto de Micro y Nanotecnología (IMN-CNM) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas ha presentado un innovador protocolo que utiliza la Microscopía Holográfica Digital (DHM) para caracterizar las propiedades morfológicas y la masa seca de las células bacterianas. Este avance, publicado en la revista Scientific Reports, representa un paso significativo hacia la comprensión de los mecanismos de resistencia bacteriana a los antibióticos, lo que podría mejorar la eficacia de estos tratamientos.
La masa celular es un indicador crucial del estado fisiológico y evolutivo de una bacteria. Entre los parámetros biofísicos relevantes se encuentran la masa seca y la morfología. La masa seca, que se refiere al material biológico tras eliminar el agua, está íntimamente relacionada con el crecimiento bacteriano, su estado nutricional y su respuesta a los antibióticos. Un aumento en esta masa sugiere actividad metabólica, mientras que una disminución puede indicar falta de nutrientes o un estado de reposo. Por otro lado, la morfología, determinada por la pared celular y el citoesqueleto, juega un papel fundamental en cómo las bacterias interactúan con su entorno.
Avances en técnicas de medición
A pesar de su relevancia, la caracterización de la masa y morfología bacteriana se ha realizado tradicionalmente mediante microscopía y técnicas gravimétricas complejas. Con el fin de optimizar este proceso, el equipo del IMN-CSIC ha implementado la Microscopía Holográfica Digital para medir tanto la masa seca como la forma celular. Esta técnica óptica combina láseres y sistemas digitales para generar imágenes tridimensionales a escala celular.
La DHM ofrece ventajas significativas al permitir distinguir células individuales de agrupaciones, analizar tendencias de crecimiento y prever los efectos de diversos tratamientos antibióticos. “La microscopía holográfica digital nos permite cuantificar la masa seca de una población bacteriana y vincularla directamente con su ciclo vital y estado fisiológico”, afirma Álvaro Cano, investigador del IMN-CSIC y autor del estudio.
Un enfoque prometedor ante la resistencia bacteriana
El método ha demostrado ser efectivo en dos modelos bacterianos inactivos: Escherichia coli y Staphylococcus epidermidis. Los resultados obtenidos son comparables a los conseguidos mediante otras técnicas avanzadas como la Espectrometría de Masas Nanomecánica (NMS). Además, esta nueva técnica destaca por su precisión, rapidez y potencial para ser automatizada, lo que facilita su escalabilidad e industrialización.
La resistencia bacteriana constituye una grave amenaza para la salud global, según datos recientes de la Organización Mundial de la Salud (OMS), que indican que uno de cada seis casos de infecciones bacterianas presenta resistencia a tratamientos antibióticos. Se estima que esta resistencia será una causa principal de mortalidad mundial para 2050.
Próximos pasos en investigación
Dada esta situación alarmante, los investigadores planean aplicar el nuevo método a bacterias vivas en sus entornos naturales. “Nuestro objetivo es analizar cómo varían su masa y morfología bajo el efecto de los antibióticos; este conocimiento es esencial para entender los mecanismos de resistencia y mejorar así los tratamientos”, concluye Cano.
Preguntas sobre la noticia
¿Qué técnica se ha desarrollado para caracterizar las bacterias?
Se ha desarrollado un nuevo protocolo basado en Microscopía Holográfica Digital (DHM) que permite caracterizar la masa seca y las propiedades morfológicas de las células bacterianas de forma rápida, precisa y escalable.
¿Cuál es la importancia de la masa celular en las bacterias?
La masa celular es un indicador clave del estado fisiológico y evolutivo de una bacteria. La masa seca está relacionada con el crecimiento, el estado nutricional y la respuesta a los antibióticos.
¿Cómo mejora esta nueva técnica la caracterización de las bacterias?
La técnica permite medir tanto la masa seca como la forma de las células mediante imágenes tridimensionales, lo que facilita distinguir entre células individuales y agrupadas, analizar tendencias de crecimiento y estimar efectos de tratamientos antibióticos.
¿Qué bacterias se han utilizado en este estudio?
El método se ha aplicado con éxito en dos bacterias modelo inactivas: Escherichia coli y Staphylococcus epidermidis.
¿Por qué es relevante este avance en el contexto global?
La resistencia bacteriana es una amenaza creciente para la salud global, con estimaciones que indican que será una de las principales causas de mortalidad para 2050. Este avance puede ayudar a comprender mejor los mecanismos de resistencia y mejorar la eficacia de los tratamientos antibióticos.
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