Noua tehnologie ultrarapidă pentru detectarea bacteriilor; Știri-Medical
O nouă metodă de detectare care poate identifica prezența bacteriilor într-un minut, distingând în același timp sănătos de bacteriile neviabile, ar putea salva multe vieți și mulți bani. Oamenii de știință de la Universitatea Warwick au raportat această tehnologie, bazată pe modificări ale semnalizării electrice a bacteriilor ca răspuns la stimularea electrică externă.
Testarea bacteriană este crucială pentru practica medicală modernă. Metodele de cultură bacteriană durează zile pentru ca rezultatele să fie disponibile. În septicemie, mortalitatea crește cu 8% cu fiecare oră de întârziere a tratamentului. În mod similar, până la 30% din infecțiile tractului urinar sunt omise în studiile cu jetoane urinare, în special în cazul infecțiilor cu nivel scăzut. Diagnosticul întârziat poate permite infecțiilor să devină stabilite și chiar periculoase, provocând moartea sau dizabilitatea. Detectarea întârziată a contaminării bacteriene a specimenelor comerciale are, de asemenea, un impact economic imens.
În acest context, semnalizarea bioelectrică a bacteriilor poate produce rezultate extrem de utile. Studiul actual a combinat biologia, modelarea matematică și principiile de inginerie pentru a detecta rapid bacteriile viabile, exploatând modificările potențialului de membrană de repaus (tensiunea electrică de bază între membranele celulare).
Autorul principal James Stratford explică: „Sistemul pe care l-am creat poate produce rezultate similare cu numărul de plăci utilizate în testele medicale și industriale, dar de aproximativ 20 de ori mai rapid. Acest lucru ar putea salva viețile multor oameni și, de asemenea, va aduce beneficii economiei prin detectarea contaminării în procesele de fabricație. ”
Povești conexe
Bioelectricitatea la animale, care implică studiul caracteristicilor electrice ale celulelor expuse câmpurilor electrice externe, a fost un domeniu important de studiu. Studiul bioelectricității bacteriene este relativ nou, dar acum știm că bacteriile proliferative necesită un potențial stabil de membrană de repaus și folosesc aproape jumătate din energia lor pentru ao menține. Potențialul de membrană de repaus este cheia semnalizării electrice din celule.
Omul de știință al Universității din Reading, Yoshikatsu Hayashi, comentează: „Folosind modelul matematic utilizat pe scară largă în Neuroștiințe, am dezvăluit un mecanism comun de celule excitabile, celule neuronice și bacteriene, iar modelul neuronal extins ar putea explica două reacții electrice distincte ale celulelor bacteriene sănătoase și nesănătoase. În mod surprinzător, un singur parametru reprezentând gradul de neechilibru între membrană a fost suficient pentru a explica răspunsurile distincte ale celulelor. Acesta este un pas important către înțelegerea originii semnalizării electrice. "
Anterior, atât microscopia cu intervale de timp cât și studiile potențiale ale membranei monocelulare mediată de fluorofor au fost utilizate pentru a detecta capacitatea proliferativă. Cu toate acestea, modificările potențialului membranei apar în multe situații, ducând la rezultate nespecifice, cu excepția cazului în care sunt efectuate mai întâi calibrări complexe și meticuloase. Studiul actual a analizat în mod specific dacă modificările potențiale ale membranei induse de câmpul extern depind de potențialul proliferativ bacterian.
Oamenii de știință au folosit un dispozitiv special dezvoltat pentru a observa proliferarea celulară și potențialul membranei și răspunsul la stimularea electrică în celule unice din două specii bacteriene, Bacillus subtilis (B. subtilis) și Escherichia coli (E. coli).