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Un sensor fluorescente para el estudio de biofilms bacterianos

26/09/2024
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Más del 80% de las infecciones microbianas crónicas y recurrentes en humanos están causadas por biofilms bacterianos, como en el caso de infecciones asociadas a otitis media o fibrosis quística, entre otras; o incluso infecciones en dispositivos médicos como catéteres o prótesis articulares. El doctor Javier Valverde Pozo, de la Facultad de Farmacia, ha publicado en la revista Biosensors, junto con otros investigadores de la Universidad de Granada, un estudio que propone nuevas técnicas de imagen en combinación con un sensor fluorescente para mejorar la detección de estos biofilms bacterianos.

El estudio presenta técnicas de imagen avanzadas para ver la actividad de una enzima, la alanina aminopeptidasa (pepN) y proponen un enfoque novedoso para evaluar la madurez de los biofilms. “Los resultados muestran que la sobreexpresión de esta enzima incrementa la capacidad de la bacteria E. coli para formar biofilms. Además, se ha detectado que la actividad de pepN varía durante las distintas fases del desarrollo del biofilm, lo que abre interesantes posibilidades de investigación en este ámbito”, detalla el Dr. Valverde Pozo.

Los biofilms bacterianos son comunidades muy bien organizadas de bacterias, envueltas en una matriz extracelular que ellas mismas producen. Se adhieren tanto a superficies inertes como a tejidos vivos, y representan la forma predominante de crecimiento bacteriano en la naturaleza. “Una de las preocupaciones principales de los investigadores es la notable resistencia de estos biofilms a los tratamientos antimicrobianos, que pueden ser hasta 1000 veces más resistentes que las bacterias en estado libre, lo que contribuye a la resistencia a los antibióticos y complica los esfuerzos de erradicación”, explica el investigador. Se estima que estas estructuras resistentes causan más del 80% de las infecciones microbianas crónicas y recurrentes en humanos. Por ello, la investigación en este campo se ha centrado en comprender mejor los mecanismos de formación de los biofilms e identificar posibles dianas terapéuticas.

“El estudio de los biofilms bacterianos es fundamental debido a su gran importancia en salud pública, ya que aproximadamente el 65% de las infecciones bacterianas se atribuyen a la formación de estas estructuras. Entre ellas se incluyen infecciones como las asociadas a endocarditis de válvula nativa, otitis media, osteomielitis y fibrosis quística; así como a dispositivos médicos, como catéteres venosos centrales y prótesis articulares”, relata Valverde.

“En este trabajo de investigación se emplea el sensor fluorescente DCM-Ala, que sintetizamos en un trabajo previo (Valverde et al., 2020), como herramienta innovadora para detectar la actividad enzimática de la alanina aminopeptidasa (pepN) en biofilms bacterianos, estructuras microbianas con un papel crítico en varios procesos biológicos”, especifica Valverde Pozo. En definitiva, en este trabajo se usan métodos innovadores en el análisis de los biofilms, abriendo nuevas posibilidades para utilizar los sensores fluorescentes en su estudio.

Más información:

Valverde-Pozo, J.; Paredes, J.M.; García-Rubiño, M.E.; Girón, M.D.; Salto, R.; Alvarez-Pez, J.M.; Talavera, E.M. Advanced Imaging Methodology in Bacterial Biofilms with a Fluorescent Enzymatic Sensor for pepN Activity. Biosensors 2024, 14, 424. https://doi.org/10.3390/bios14090424

Palabras clave Investigación Fluorescente Infecciones Bacterias