¿Cómo suenan las bacterias? Esta pregunta parece casi tan difícil de contestar como esa de “a qué huelen las nubes”. Sin embargo, tras la publicación de un nuevo estudio en Nature Nanotechnology, resulta mucho más sencillo darle una respuesta. Y es que un equipo de científicos de la Universidad Técnica de Delft ha logrado grabar el sonido de una bacteria al colocarse sobre un tambor de grafeno. 

Más allá de lo curioso de sus resultados, es un estudio con una gran utilidad, pues puede servir para detectar resistencias a antibióticos de una forma sencilla y, sobre todo, rápida. Cuando la vida de una persona está en juego por una infección grave es vital determinar cuanto antes el mejor tratamiento. Si se decide recurrir a un antibiótico para el que la bacteria en cuestión es resistente, se pierde un tiempo precioso.

Por eso es tan útil este estudio, porque detectar resistencias sería tan sencillo como comprobar si el sonido de las bacterias se detiene al ponerlas en contacto con el antibiótico en cuestión. Si para, es sensible y puede ser un buen tratamiento. Si continúa su canción toca seguir probando y cruzar los dedos para que aún queden opciones capaces de acabar con la infección. 

Serendipia estudiando el grafeno

En realidad, los autores del estudio que se acaba de publicar no comenzaron su investigación con este objetivo. Simplemente estaban estudiando las propiedades del grafeno, un material que ha recibido muy mala prensa durante la pandemia, pero que tiene un abanico de posibilidades inmenso.

Está compuesto por átomos de carbono, dispuestos en un patrón regular hexagonal. Es muy resistente. De hecho, una lámina de un solo átomo de espesor es 200 veces más resistente que el acero. Pero también es más ligero, concretamente unas 5 veces más que el aluminio.  Además, conduce muy bien el calor y la electricidad y se puede dopar, añadiendo impurezas de otras sustancias que le den nuevas propiedades. Todo esto ya lo convierte en un supermaterial, pero es que aún hay más. Por ejemplo, se ha comprobado que es capaz de autorepararse.

El grafeno es extremadamente sensible a las fuerzas externas, por lo que pensaron que se podrían medir sus vibraciones al entrar en contacto con una bacteria

Lógicamente, gracias a estas propiedades, el grafeno es un material de lo más apreciado en ámbitos como la electrónica, la ingeniería espacial o la biomedicina. Aunque no, las vacunas no llevan grafeno Y las mascarillas tampoco, que quede claro eso.

Estos científicos estaban especialmente interesados en sus aplicaciones médicas. Por eso, se preguntaron qué pasaría si interaccionara con un solo objeto biológico, como una bacteria. Se sabe que es extremadamente sensible a las fuerzas externas, de modo que el movimiento de los flagelos bacterianos podría causar vibraciones detectables con los sensores adecuados.

Decidieron comprobarlo y observaron que, efectivamente, se producía una vibración perceptible, aunque muy pequeña. El grafeno actuaría como una especie de tambor sobre el que golpean las bacterias, pero el resultado es como 10 billones de veces más pequeño que el puñetazo de un boxeador sobre un saco. Aun así, esos ritmos a nanoescala (una escala extremadamente pequeña) se podían medir y convertir en pistas de sonido. Por lo tanto, podían comprobar cómo suenan las bacterias.

Medir el sonido de las bacterias para luchar contra las resistencias a antibióticos

Se calcula que en 2019 hubo en el mundo casi 5 millones de muertes asociadas a las resistencias a antibióticos.

Esta, por lo tanto, es otra gran pandemia que merece la atención de científicos y ciudadanos. Hay que intentar frenarla y buscar alternativas, pues los antibióticos son nuestra única arma contra las bacterias. Si estas son capaces de evadirlos, estamos perdidos.

En solo dos horas tras el contacto con el antibiótico el sonido de la bacteria sobre el grafeno empezaría a detenerse

A día de hoy es bastante común que las bacterias causantes de una infección sean resistentes a al menos un antibiótico. Especialmente si se trata de antibióticos de uso frecuente. Por eso, antes de realizar un tratamiento, o si este ya se ha realizado sin éxito, es común realizar lo que se conoce como antibiograma.

Este consiste en tomar una muestra de las bacterias causantes de la infección y cultivarla en el laboratorio. Después, se toman bacterias de este cultivo y se ponen en contacto con los diferentes antibióticos cuya eficacia se quiere probar. Si son resistentes, podrán proliferar sin problema. Si son sensibles, al colocarlas en una placa con el antibiótico en cuestión se irán abriendo en ella una especie de calvas, a medida que los microbios sucumben. Sea como sea, es un proceso largo, que suele tardar al menos 24-48 horas, para que las bacterias puedan proliferar. Hay algunos medios más rápidos, pero aun así tardan demasiado si se tiene mucha prisa.

Por eso, los autores de este nuevo estudio pensaron que sus tambores de grafeno podrían ser la solución. Y es que, al poner una membrana de grafeno adherida a una sola bacteria en contacto con antibióticos, si el microorganismo es sensible al fármaco el sonido cesa poco a poco en solo dos horas y después desaparece por completo. En cambio, si es resistente, sigue sonando.

Por lo tanto, el siguiente paso de estos investigadores será validar sus tambores de grafeno con diferentes muestras patógenas y distintos antibióticos. Si son capaces de poner la técnica a punto estaríamos ante una nueva arma para sumar al arsenal de la lucha contra las resistencias a los antibióticos. Es una guerra dura, por lo que cualquier ayuda será bien recibida.