La col•laboració interna al IBEC té èxit en la mesura de la resposta de les cèl•lules bacterianes als camps elèctrics

Dos grups que treballen junts al IBEC demostren el potencial dels estudis elèctrics de les cèl•lules bacterianes individuals en un article publicat a ACS Nano.

El grup de Gabriel Gomila, Caracterització Bioelèctrica a la Nanoescala, i el d’Antoni Juárez, Biotecnologia Microbiana i Interacció Hoste-patogen, combinen els seus coneixements en les mesures de microscòpia electrònica i bacteris per trobar una manera d0estudiar la resposta a camps elèctrics externs de només una única cèl•lula bacteriana.

Read more…

Ser capaç de mesurar la polaritat elèctrica – que indica com es reacciona a un camp elèctric extern – d’una única cèl•lula bacteriana pot donar llom sobre els components bioquímics del bacteri, així com sobre la seva estructura interna, de manera que s’obririen noves possibilitats pels estudis analítics i noves exploracions per avaluar les seves propietats biològiques crítiques com l’adherència, la virulència o la viabilitat

Els investigadors han utilitzat al seu estudi el microscopi de força electrostàtica quantitativa (EFM, de l’anglès). Es tracta d’una tècnica que ha estat recentment desenvolupada i aplicada amb èxit per mesurar les propietats elèctriques de nano-objectes 3D com les nanopartícules o els virus. El EFM detecta les propietats elèctriques de la cèl•lula bacteriana, incloent tota la seva regió citoplasmàtica, i així és capaç de proporcionar una gran quantitat d’informació sobre la resposta elèctrica d’un bacteri.

D’aquesta manera, els investigadors han quantificat la resposta de la polarització elèctrica de quatre tipus de bacteris – Lactobacilus sakei, Salmonella Typhimurium, Escherchia coli i Listeria innocua, els quals tenen o bé rellevància clínica o bé industrial. Els resultats han mostrat diferències importants entre bactèries Gram-negatives i Gram-positives.

Estudis elèctrics anteriors – que fins ara només s’han pogut dur a terme en poblacions bacterianes que involucren a milions de cèl•lules bacterianes, i no en les cèl•lules individuals – han permès als investigadors poder detectar bacteris en un ambient, contar-los i diferenciar-los, determinar la seva viabilitat, distingir mutants fins i tot entre els genotips molt similars, i separar-los de les altres cèl•lules. El fet que aquesta nova tècnica permeti la mesura de les propietats elèctriques de les cèl•lules individuals sense la necessitat de la separació permet quantificar amb precisió l’heterogeneïtat dins d’una mateixa població.

Article de Referència: Daniel Esteban-Ferrer, Martin A. Edwards, Laura Fumagalli, Antonio Juárez, and Gabriel Gomila (2014). Electric Polarization Properties of Single Bacteria Measured with Electrostatic Force Microscopy. ACS Nano, 8 (10), pp 9843–9849