Científicos dirigidos por el Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague han encontrado una manera de controlar las bacterias para transportar carga microscópica, y convertirlas en herramienta biológica para tareas específicas.

Las bacterias forman la biomasa más grande del mundo, más grande que todos los animales y plantas combinadas, y se mueven constantemente, pero su movimiento es caótico. En la nueva investigación, publicada en Nature Physics, persiguieron la idea de que si este movimiento pudiera controlarse, podrían desarrollarlo en una herramienta biológica. Utilizaron un cristal líquido para dictar la dirección del movimiento bacteriano y agregaron una carga microscópica para que la bacteria transportara más de cinco veces el tamaño de la bacteria.

El profesor asistente Amin Doostmohammadi del Instituto Niels Bohr explica que en el pasado hubo intentos de controlar el comportamiento de las bacterias. Pero él y sus colegas adoptaron un enfoque novedoso: «Pensamos para nosotros mismos, ¿qué tal si creamos una pista para las bacterias? La forma en que lo hacemos experimentalmente es poner las bacterias dentro de un cristal líquido. El truco es que un cristal líquido es no es como un cristal, ni es un líquido, está en algún punto intermedio. Cada molécula en el cristal tiene una orientación, pero no tiene un orden posicional. Esto significa que las moléculas pueden fluir como un líquido, pero también pueden alinearse como un cristal al mismo tiempo. Esta es exactamente la física subyacente de las pantallas de cristal líquido (LCD) para televisores, monitores y teléfonos móviles. Podemos preparar el cristal líquido subyacente de manera que tome un patrón bien definido. Y las bacterias se orientarán en la misma dirección. No restringe el movimiento bacteriano, solo los orienta en la dirección que queremos «.

Según Amin Doostmohammadi, fuertes chorros de bacterias que se mueven en una dirección designada sin fluctuaciones es el gran resultado del experimento. Lo que generalmente sucede si los chorros de bacterias son lo suficientemente fuertes como para ser útiles, la concentración de bacterias tiene que ser alta y las inestabilidades generalmente comienzan a aparecer. El chorro se vuelve inestable y caótico. Pero en el patrón de cristal líquido, las inestabilidades pueden suprimirse en gran medida y evitar que los chorros bacterianos se vuelvan caóticos. El patrón dicta la dirección. Esto significa que es posible crear chorros de bacterias lo suficientemente fuertes como para transportar cadenas de carga microscópica, cada pieza de carga cinco veces el tamaño de las bacterias mismas.

En los últimos 10 años, más o menos, el campo científico se ha expandido. En la actualidad, es posible controlar las bacterias en gran medida y la llamada «materia activa», las bacterias, se puede hacer girar o formar diferentes patrones. Ahora, con este enfoque, los chorros bacterianos pueden estabilizarse en el espacio de modo que incluso puedan transportar carga microscópica.

«Todavía estamos en un nivel experimental, y todavía no hay un área de uso designada para esta técnica. Por el momento, la motivación principal son las aplicaciones médicas. Pero realmente, cuando lo pensamos, en realidad estamos hablando de un nuevo tipo de material. Conocemos el cristal líquido de antes, pero ahora estamos tratando con un cristal líquido vivo «, dice Amin Doostmohammadi. «Se puede imaginar todo tipo de oportunidades de ciencia material con esta investigación. Quizás podría aplicarse a otros sistemas, al comportamiento celular o al comportamiento de los espermatozoides, etc. Como físico teórico, pienso en las implicaciones fundamentales en términos de la ciencia, pero esta capacidad del suministro de medicamentos por bacterias, esto es algo nuevo. Una cosa que vale la pena señalar es que cuando administra un medicamento de esta manera, no necesita ninguna fuerza externa. Las bacterias lo están haciendo por sí mismas. Es como un fluido bombeándose a sí mismo. Es un fluido de bombeo automático, por así decirlo «.

Fuente: EP