Onderzoekers kunnen het geluid dat bacteriën maken detecteren met behulp van het ‘wondermateriaal’ grafeen. En dat is handig om antibiotica te testen.
Het klinkt als een scène uit een animatiefilm: bacteriën die met hun staarten op grafeen slaan alsof het een drumstel betreft. Dit is echter daadwerkelijk wat er gebeurt als je bacteriën met dit ultragevoelige materiaal in aanraking brengt, ontdekte een team onderzoekers van de TU Delft. Zij slaagden erin de trillingen te detecteren die daarbij op nanoschaal ontstaan. En dat is handig, want zo valt te bepalen of bacteriën nog leven of niet – en dus of bijvoorbeeld een antibioticakuur is aangeslagen.
Gisteren publiceerden de Delftenaren hun bevindingen in het vakblad Nature Nanotechnology.
Grafeen
Grafeen is een vorm van koolstof die uit een enkele laag atomen bestaat. ‘Het wordt ook wel het wondermateriaal genoemd’, zegt onderzoeker Farbod Alijani, die aan het onderzoek meewerkte, in een persbericht van de TU Delft. Het materiaal is tweehonderd keer sterker dan staal, flexibel, dun en transparant. Bovendien is het een extreem goede thermische en elektrische geleider.
Flagellen
De eigenschap waarvan de onderzoekers gebruik maakten, was de extreme gevoeligheid van grafeen voor externe krachten. Als bacteriën zich aan het materiaal hechten, ontstaan er trillingen met amplituden van enkele nanometers. Dit is het gevolg van biologische processen die in de bacteriën plaatsvinden, en dan met name de beweging van de flagellen (de staarten aan het celoppervlak waarmee ze zich voortbewegen). ‘We konden het geluid van één enkele bacterie horen’, zegt nanotechnoloog Cees Dekker die ook aan het onderzoek meedeed in hetzelfde persbericht.
Resistent
Hiermee kan dus worden getest of bepaalde bacteriën resistent zijn voor antibiotica – het medicijn dat bacteriën doodt. Als het grafeen na toevoeging van antibiotica aan een bakje vloeistof met bacteriën ophoudt met trillen, zijn de bacteriën inderdaad uitgeschakeld en hebben de antibiotica hun werk gedaan. Gaat het drummen gewoon door, dan zijn de bacteriën kennelijk resistent. De onderzoekers toonden aan dat dit werkt bij E. coli bacteriën. Dit zijn darmbacteriën die bij mensen en warmbloedige dieren voorkomen.
In de toekomst willen de wetenschappers deze manier om antibioticagevoeligheid te testen optimaliseren en valideren met uiteenlopende klinische monsters. Alijani: ‘Zodat het uiteindelijk kan worden gebruikt als een diagnostische toolkit voor snelle detectie van antibioticaresistentie in de klinische praktijk.’
Openingsbeeld: Irek Roslon, TU Delft
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.