Investigadores del Instituto de Micro y Nanotecnología (IMN-CNM) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han desarrollado un nuevo protocolo basado en Microscopía Holográfica Digital (DHM) que permite medir de forma rápida y precisa la masa seca y la morfología de las células bacterianas. El avance, publicado en Scientific Reports, abre la puerta a comprender mejor los mecanismos que emplean las bacterias para resistir los antibióticos y, con ello, mejorar la eficacia de los tratamientos.
La masa celular es un indicador esencial del estado fisiológico y evolutivo de una bacteria. Entre los parámetros más relevantes destacan la masa seca —el material biológico que permanece tras eliminar el agua— y la morfología, determinada por la pared celular y el citoesqueleto. La primera refleja el crecimiento, la disponibilidad de nutrientes y la actividad metabólica; la segunda revela la capacidad de adaptación de la célula y las condiciones de estrés a las que está sometida.
Hasta ahora, la caracterización de estas propiedades dependía de observaciones microscópicas y de técnicas gravimétricas laboriosas. Para superar estas limitaciones, el equipo del IMN-CSIC ha aplicado la Microscopía Holográfica Digital, una técnica óptica que utiliza láseres y registro digital para generar imágenes tridimensionales de microorganismos a escala celular. Con este método es posible distinguir células individuales de las agrupadas, analizar patrones de crecimiento y, en un futuro, estimar cómo afectan distintos antibióticos a la estructura bacteriana.
“La microscopía holográfica digital nos permite cuantificar la masa seca de una población de bacterias y vincularla directamente con su ciclo de vida y su estado fisiológico”, explica Álvaro Cano, investigador del IMN-CSIC y autor del estudio.
El protocolo se probó con éxito en dos bacterias modelo inactivas: Escherichia coli y Staphylococcus epidermidis. Los resultados coincidieron con los obtenidos mediante modelos teóricos y técnicas avanzadas como la Espectrometría de Masas Nanomecánica (NMS). Además de su precisión, la nueva técnica destaca por su rapidez, facilidad de uso y potencial de automatización, lo que la convierte en una herramienta con grandes posibilidades de aplicación industrial.
Un avance clave frente a la resistencia antimicrobiana
La resistencia bacteriana representa una de las mayores amenazas para la salud global. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), una de cada seis infecciones analizadas presenta resistencia a los antibióticos, y se estima que la resistencia antimicrobiana podría convertirse en una de las principales causas de mortalidad en 2050.
En este contexto, los investigadores señalan que el siguiente paso será aplicar el protocolo a bacterias vivas en su entorno natural. “Nuestro objetivo será analizar cómo varían su masa y morfología durante la acción de los antibióticos, un conocimiento esencial para comprender los mecanismos de resistencia y mejorar la eficacia de los tratamientos”, concluye Cano.
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