Nova técnica mostra como bactérias aderem e sobrevivem em diferentes materiais

As bactérias raramente vivem isoladas. No mundo real, elas se fixam em superfícies e formam biofilmes, estruturas altamente organizadas que aderem a equipamentos médicos, pele humana, metais ou plástico. O início desse processo, o momento em que as células tocam uma superfície e decidem aderir, determina se o biofilme será inofensivo ou causará infecções persistentes. Até hoje, porém, entender como essas células “sentem” o ambiente mecânico à sua volta permanecia um desafio.

Agora, uma equipe liderada por Cristina Flors, do Instituto IMDEA Nanociencia, apresenta uma abordagem que permite visualizar diretamente como a membrana bacteriana reage ao contato com diferentes materiais, abrindo uma nova janela para investigar a biomecânica microbiana. Antes de avançar, veja os principais pontos do estudo:

• Uso da sonda Flipper-TR, sensível à tensão de membrana;
• Medição da duração da fluorescência para detectar compressão e estiramento;
• Avaliação da interação de bactérias com superfícies de diferentes topologias;
• Análise de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas em tempo real;
• Identificação de adesão em materiais com nanoestruturas mecanobactericidas.

Uma ferramenta inédita para observar o toque bacteriano

O grupo utilizou microscopia FLIM, capaz de registrar variações sutis na fluorescência emitida pela sonda Flipper-TR. Essa molécula se incorpora à membrana celular e altera seu comportamento óptico conforme a superfície exerce compressão ou libera tensão. Assim, o método transforma forças invisíveis, como estiramento, contato inicial e adaptação em sinais mensuráveis.

Esse avanço é notável porque a sonda era usada principalmente em células de mamíferos, e aplicar o método a bactérias exigia superar limitações técnicas. O novo estudo publicado na Proceedings of the National Academy of Sciences demonstra que o Flipper-TR funciona de maneira eficiente mesmo em organismos procarióticos.

Superfícies distintas, respostas mecânicas distintas

Os pesquisadores verificaram que a sonda distingue com precisão como diferentes espécies bacterianas respondem a superfícies variadas. Em materiais lisos, as membranas exibem comportamento mecânico mais estável. Já em superfícies nanoestruturadas, especialmente aquelas projetadas para danificar células microbianas, o método detecta estiramento acentuado, sugerindo que essas estruturas agem por mecanismos mecanobactericidas.

Esse tipo de observação é crucial para compreender como as bactérias decidem aderir, migrar ou secretar compostos que fortalecem o biofilme. Além disso, revela que a mecânica desempenha um papel central na fisiologia bacteriana, influenciando desde o metabolismo até a resistência a antibióticos.

O conhecimento sobre a tensão de membranas pode orientar o desenvolvimento de materiais antibacterianos, novos biossensores, superfícies que impedem contaminação hospitalar e até tecnologias que controlam biofilmes em indústrias. Ao permitir a análise em tempo real, a abordagem inaugura uma nova geração de estudos sobre como microrganismos interagem fisicamente com o ambiente.