Únete á nosa canle de Whatsapp
Os últimos estudos publicados polo grupo de investigación de Química Coloidal da Universidade de Vigo, en colaboración co grupo de Bionanoplasmónica de CIC-biomaGUNE (San Sebastián, Guipúzcoa), abren a posibilidade para o desenvolvemento de novas estratexias de diagnóstico microbiolóxico, o que supón un importante avance no ámbito sanitario, xa que estes achados poderían empregarse na mellora dos diferentes sistemas de detección e monitorización de infeccións de forma non invasiva, pero tamén en outras industrias, entre elas a alimentaria. A prestixiosa revista Nature Materials acaba de publicar un artigo no que se relatan en detalle as conclusións desta investigación.
O traballo, culminación dun longo estudo, foi desenvolto na súa meirande parte polo grupo de Química Coloidal baixo a supervisión dos docentes Jorge Pérez Juste, Isabel Pastoriza Santos e o investigador Gustavo Bodelón González, quen asina o traballo como primeiro autor, e baixo a dirección do profesor da Universidade de Vigo Luis Liz Marzán, na actualidade no CIC-biomaGUNE, e o financiamento correu a cargo do ERC Advanced Grant outorgado a Liz Marzán en 2011.
O proxecto pretendía dar un paso máis no traballo realizado por este grupo vigués no deseño de materiais para a fabricación de sistemas sensores, incorporando outras disciplinas como a bioloxía á liña de investigación co obxectivo, entre outros, de chegar a comprender mellor a comunicación entre bacterias en tempo real. Naquel momento Liz Marzán referíase a estes obxectivos como “moi ambiciosos”, hoxe, xa desde San Sebastián, subliña “a satisfacción” de ter demostrado a hipótese presentada cando se solicitou o financiamento do proxecto e “o orgullo” porque o “coñecemento e Know-how relacionado coa síntese química, caracterización física e a predición teórica foron aplicados no campo da biomedicina e abriron novas liñas de investigación e desenvolvemento”.
Estes materiais poden usarse en implantes para detectar infeccións bacterianas
Baixo o título Detection and imaging of quorum sensing in Pseudomonas aeruginosa biofilm communities by surface-enhanced resonance Raman scattering, o artigo demostra a aplicación dos materiais plasmónicos para a visualización do proceso de comunicación entre bacterias -denominado Quorum Sensing-. O reto desta técnica radica na fabricación de substratos plasmónicos de amplificación que poidan proporcionar a sinal espectroscópica nas mellores condicións, o que foi posible grazas á experiencia adquirida polo grupo na síntese e embalaxe de nanopartículas de ouro, así como na manipulación das súas propiedades plasmónicas (oscilacións de electróns en resposta á luz visible ou infravermella)-.
“Os sensores plasmónicos poderían incorporarse en implantes, catéteres e outros dispositivos médicos implantables, de tal modo que permitan detectar e monitorizar unha infección de forma non invasiva”, explica Gustavo Bodelón, autor principal do estudo, que fai tamén fincapé en que estes mesmos sistemas de detección se poderían aplicar en diversas industrias como a alimentaria, “xa que a análise das instalacións e dos alimentos se podería realizar no propio lugar de atención (campo, granxa ou fábrica) posibilitando unha diagnose en tempo real”. Esta melloría no control microbiolóxico redundaría tamén na “redución dos custes de produción e das graves perdas económicas que ocasionan as contaminacións microbianas na industria alimentaria”.
O estudo centrouse na aplicación dos sensores plasmónicos compostos por materiais microporosos e nanopartículas de ouro para a detección do proceso Quorum Sensing que empregan as bacterias para comunicarse entre sí. “Este sistema de comunicación intercelular está mediado por moléculas de sinalización e dota ás bacterias da capacidade de executar accións de maneira coordinada que favorecen a colonización e persistencia no seu ambiente natural”, subliñan os investigadores, ao tempo que explican que estes sistemas de comunicación están intimamente relacionados coa capacidade infecciosa das bacterias, incluíndo a formación de biopelículas bacterianas ou biofilms, “a forma máis exitosa de colonización entre microbios”. Dado que os biofilms son resistentes á acción do sistema inmune e aos fármacos, estas comunidades microbianas son recoñecidas como un factor moi importante á hora de estudar como se orixinan e desenvolven diversas enfermidades infecciosas persistentes, sendo un exemplo a neumonía por Pseudomonas aeruginosa na fibrose quística.
“O desenvolvemento de métodos de detección que permitan observar de forma non invasiva a comunicación dos microorganismos en biofilms é importante para comprender estes procesos e favorecer novas estratexias terapéuticas”, indican os autores do artigo. Con este obxectivo, fabricáronse diversos materiais plasmónicos como plataformas multifuncionais para desenvolver biofilms de Pseudomonas aeruginosa, e detección in-situ de piocianina, unha molécula de sinalización implicada no circuíto de Quorum Sensing deste microrganismo. “A detección de piocianina levouse a cabo mediante espectroscopía Raman aumentada en superficie (SERS), unha técnica analítica que proporciona unha identificación molecular específica, así como unha gran sensibilidade, o que se puxo de manifesto neste estudo ao alcanzarse niveis de detección de piocianina en cantidades traza”, explican dende o grupo de Química Coloidal, ao que engaden que as nanoparticulas de ouro actúan como sensores ópticos en SERS, mentres que a matriz porosa do material proporcina un filtro para reter moléculas de gran tamaño que poden interferir coa detección.
