Crean circuito electrónico con bacterias para curar el organismo

Un equipo científico de la Universidad de Maryland, Estados Unidos, ha logrado desarrollar un dispositivo electromagnético que utiliza moléculas redox para llevar información electrónica a las células bacterianas manipuladas, a partir de un simple circuito genético-sintético.

El avance marca un punto de partida para aplicaciones a futuro en las que los microbios sean integrados a circuitos, insertados en el organismo humano, y que puedan responder a órdenes mediante impulsos eléctricos, a fin de cumplir con tareas en beneficio de la salud de quien los alberga. Por ejemplo, un dispositivo con organismos que detecten productos químicos producidos por bacterias dañinas y secreten un antibiótico ante ello.

En estos mecanismos o circuitos bio-electrónicos se explota la capacidad de los microbios para detectar cambios en su ambiente y producir moléculas biológicas, según William Bentley, miembro del equipo de Maryland.

La estimulación electrónica de las bacterias les permite responder de manera “rápida, reversible y gradual en función a la amplitud y frecuencia de la señal electrónica”, según el documento de la investigación, publicado por Nature Communications.

"Si quieres descubrir lo que está pasando en el tracto gastrointestinal o en la cavidad oral, y puedes conectar el circuito electrónico adecuado, podrás interpretar lo que está pasando y afectarlo", dice Bentley.

Para obtener genes específicos en las bacterias que respondan a la estimulación eléctrica, el equipo aprovechó las moléculas biológicas redox, presentes en todas las células y capaces de captar y transmitir electrones. Estas tienen un estado reducido cuando ganan electrones y otro más bien oxidado cuando los pierden.

En particular para este experimento, se empleó a la E. coli, que responde al estrés oxidativo (cuando demasiadas de sus moléculas se oxidan). Los investigadores sumergieron un electrodo en un líquido que contenía estas bacterias, de manera que cuando el electrodo emite una carga positiva, ciertas moléculas redox se oxidan y activan mecanismos genéticos de respuesta al estrés oxidativo.

De acuerdo con Bentley, en perspectiva las bacterias pueden ser modificadas y estimuladas para activar determinados mecanismos. En el caso de su experimento, se logró que la E. coli nade o brille de acuerdo a la señal electrónica. Asimismo, las bacterias fueron capaces de liberar una molécula que dé la señal a otras bacterias para que repliquen su actividad, abriendo el campo para la creación de dispositivos que no solo detecten anomalías en el organismo mediante otros organismos vivos, sino que además puedan emitir respuestas particulares en base a lo detectado y que puedan extender su respuesta sistémicamente.

Bentley imagina, en un futuro, más bacterias programables ingeridas en píldoras, que recojan datos químicos y produzcan medicina dentro del cuerpo.

 

Hans Huerto

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