Onderzoekers kunnen het geluid dat bacteriĂ«n maken detecteren met behulp van het ‘wondermateriaal’ grafeen. En dat is handig om antibiotica te testen.

 

Het klinkt als een scĂšne uit een animatiefilm: bacteriĂ«n die met hun staarten op grafeen slaan alsof het een drumstel betreft. Dit is echter daadwerkelijk wat er gebeurt als je bacteriĂ«n 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 bacteriĂ«n 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 bacteriĂ«n zich aan het materiaal hechten, ontstaan er trillingen met amplituden van enkele nanometers. Dit is het gevolg van biologische processen die in de bacteriĂ«n plaatsvinden, en dan met name de beweging van de flagellen (de staarten aan het celoppervlak waarmee ze zich voortbewegen). ‘We konden het geluid van Ă©Ă©n enkele bacterie horen’, zegt nanotechnoloog Cees Dekker die ook aan het onderzoek meedeed in hetzelfde persbericht.

Resistent

Hiermee kan dus worden getest of bepaalde bacteriĂ«n resistent zijn voor antibiotica – het medicijn dat bacteriĂ«n doodt. Als het grafeen na toevoeging van antibiotica aan een bakje vloeistof met bacteriĂ«n ophoudt met trillen, zijn de bacteriĂ«n inderdaad uitgeschakeld en hebben de antibiotica hun werk gedaan. Gaat het drummen gewoon door, dan zijn de bacteriĂ«n kennelijk resistent. De onderzoekers toonden aan dat dit werkt bij E. coli bacteriĂ«n. Dit zijn darmbacteriĂ«n 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