_ Nanotweezers manipulează bacteriofagi cu putere optică minimă, o descoperire pentru terapia cu fagi

Oamenii de știință de la EPFL au dezvoltat o tehnică care schimbă jocul care folosește lumina pentru a manipula și identifica bacteriofagi individuali fără a fi nevoie de etichete chimice sau bioreceptori, accelerând și revoluționând potențial terapiile bazate pe fagi care pot tratați infecțiile bacteriene rezistente la antibiotice.

În timp ce rezistența la antibiotice se profilează ca o amenințare formidabilă pentru sănătatea noastră, oamenii de știință caută în mod constant modalități alternative de tratare a infecțiilor bacteriene. Pe măsură ce tot mai multe tulpini bacteriene depășesc medicamentele pe care ne bazam de zeci de ani, o posibilă soluție alternativă poate fi găsită în bacteriofagi, care sunt viruși care pradă bacterii.

Fagoterapie, utilizarea bacteriofagelor pentru a combate. infecții bacteriene, câștigă atracție ca alternativă viabilă la antibioticele tradiționale. Dar există o problemă: a găsi fagul potrivit pentru o anumită infecție este ca și cum ai căuta un ac într-un car de fân, în timp ce metodele actuale implică cultivare greoaie, teste care consumă timp.

Acum, oamenii de știință de la EPFL, în colaborarea cu CEA Grenoble și Spitalul Universitar din Lausanne (CHUV) au dezvoltat nanopensete pe cip care pot prinde și manipula bacterii și virionii individuali (forma infecțioasă a unui virus) folosind o cantitate minimă de putere optică. Studiul, condus de Nicolas Villa și Enrico Tartari în grupul lui Romuald Houdré de la EPFL, este publicat în revista Small.

Nanopensetele sunt un tip de pensete optice, instrumente științifice care folosesc un laser foarte focalizat. fascicul pentru a ține și manipula obiecte microscopice (de exemplu, virioni) și chiar submicroscopice, cum ar fi atomii în trei dimensiuni. Lumina creează o forță de gradient care atrage particulele către un punct focal de mare intensitate, menținându-le efectiv pe loc fără contact fizic.

Pensele optice au fost inventate pentru prima dată în 1986 de către fizicianul Arthur Ashkin, care a elaborat principiile din spatele lor la sfârșitul anilor 1960. Inovația tehnologică a lui Ashkin i-a adus Premiul Nobel pentru Fizică în 2018, iar penseta optică rămâne un domeniu intens de cercetare.

Există diferite tipuri de pense optice. De exemplu, pensetele optice pentru spațiu liber pot manipula un obiect într-un mediu deschis, cum ar fi aerul sau lichidul, fără bariere fizice sau structuri care să ghideze lumina. Dar în acest studiu, cercetătorii au construit nanopensete încorporate într-un dispozitiv optofluidic care integrează tehnologii optice și fluidice pe un singur cip.

Cipul conține cavități de cristal fotonic pe bază de siliciu - nanopensetele, care sunt în esență capcane minuscule. care împinge ușor fagii în poziție folosind un câmp de forță generat de lumină. Sistemul le-a permis cercetătorilor să controleze cu precizie bacteriile și virionii unici și să obțină informații despre microorganismele prinse în timp real.

Ceea ce diferențiază această abordare este că poate distinge între diferitele tipuri de fagi fără a utiliza nicio substanță chimică. etichete sau bioreceptori de suprafață, care pot fi consumatoare de timp și uneori ineficiente. În schimb, nanopensetele disting între fagi citind modificările unice pe care fiecare particulă le provoacă în proprietățile luminii. Metoda fără etichete poate accelera semnificativ selecția fagilor terapeutici, promițând o redresare mai rapidă pentru potențialele tratamente bazate pe fagi.

De asemenea, cercetarea are implicații dincolo de terapia cu fagi. Capacitatea de a manipula și studia un singur virion în timp real deschide noi căi în cercetarea microbiologică, oferind oamenilor de știință un instrument puternic pentru testarea și experimentarea rapidă. Acest lucru ar putea duce la o înțelegere mai profundă a virușilor și a interacțiunilor acestora cu gazdele, ceea ce este de neprețuit în lupta continuă împotriva bolilor infecțioase.

(Fluierul)