Estos virus, llamados bacteriófagos o simplemente fagos, se adhieren naturalmente a las bacterias para infectarlos. Al modificar el ADN de los fagos y cubrirlos con nanopartículas magnéticas, los investigadores crearon una herramienta que podría acorralar a las bacterias y obligarlas a identificarse.
Estas modificaciones pueden aumentar la sensibilidad y la velocidad de erradicación de bacterias en alimentos contaminados o agua, informaron los investigadores el 20 de marzo.
“Estás tomando el poder de lo que la evolución ha hecho … para unir bacterias”, dijo Sam Nugen, un ingeniero de alimentos y bio-sistemas que dirige el equipo que diseña estos fagos en la Universidad de Cornell.
Las tecnologías en competencia para detectar bacterias usando anticuerpos, el producto de una respuesta inmune. Pero estos son costosos de producir y funcionan mejor en un rango estrecho de temperatura y pH.
En contraste, los fagos “existen en todas partes”, haciéndolos potencialmente más ampliamente útiles como cazadores de bacterias, dijo Nugen. “Tuvieron que evolucionar para unirse bien en condiciones mucho más amplias que los anticuerpos”.
Los fagos identifican y atrapan a las bacterias usando proteínas en sus fibras de cola, que forman un fuerte vínculo con los compuestos en la superficie de las células bacterianas. Para infectar la célula, el fago inyecta su material genético. Esto secuestra la célula, obligando a su maquinaria a producir clones de fagos.
Nugen y colaboradores programaron fagos para marcar bacterias E. coli. Los fagos diseñados por el equipo contenían ADN adicional que les decía a las bacterias que crearan una enzima fácilmente detectable. Cuando la infección causó la ruptura de las células bacterianas y la liberación de los nuevos fagos, una reacción química que involucraba a la enzima produjo una señal mensurable: luz, color o una corriente eléctrica.
Por ejemplo, los fagos expusieron E. coli en la leche y el jugo de naranja al cambiar los líquidos en rojos o rosados.
Los investigadores también cargaron los fagos con nanopartículas con un núcleo magnético de hierro y cobalto. Una vez que los fagos se adhirieron a la bacteria, los investigadores pudieron usar un imán para agrupar la bacteria incluso antes de que la bacteria se rompiera e identificarla.
Esto permitió a los investigadores detectar bajas concentraciones de bacterias: menos de 10 células de E. coli en media taza de agua. Los métodos convencionales hacen crecer las bacterias en colonias para encontrarlas, lo que puede llevar hasta dos días. Pero al usar los fagos, Nugen y sus colegas se saltaron este paso y encontraron las células en unas pocas horas.
Además, los fagos infectan sólo las bacterias que pueden reproducirse, lo que permite a los evaluadores distinguir la diferencia entre las células vivas y muertas por los antibióticos, el calor o el cloro.
Los nanobots también podrían ser útiles para muestras de sangre u otras muestras humanas. Allí, los fagos proporcionarían una forma de encontrar bacterias resistentes que quedan vivas después de un tratamiento con antibióticos.
Fuente: Paper