Se suele pensar en las bacterias o en los microorganismos como seres inmóviles y estáticos. Pero no es así. Se mueven -gracias a sus flagelos- y de diversas formas. Cuando las bacterias están solas se mueven en línea recta o guiadas por estímulos. Sin embargo, cuando hay cientos o miles de ellas (suspensiones bacterianas), se organizan y mueven todas como si fueran un solo organismo.
En el Núcleo Milenio Física de la Materia Activa han estudiado por meses estos movimientos. En esta investigación, liderada por el doctor Gabriel Ramos, junto a María Luisa Cordero y Rodrigo Soto, directora alterna y director del centro, respectivamente, confinaron miles de bacterias -Escherichia coli- dentro de microgotas de agua rodeadas de aceite, las que fueron colocadas sobre placas de vidrio.
Lo que crearon, fueron gotitas de agua propulsadas “bacterianamente”. Es decir, lograron que las bacterias movieran las gotas en las que estaban insertas. “Mostramos que las gotas se mueven en una caminata aleatoria persistente y a una velocidad promedio de unos pocos micrones por segundo”, dicen los autores en la revista Soft Matter, que en su edición de enero, publica en extenso esta investigación. En definitiva, lo que los físicos chilenos crearon es lo que en ciencia se llama un motor biológico y que hoy está en el centro de la investigación por los efectos que promete tener sobre campos como la electrónica (movimientos de engranajes), medioambiente (transporte de microlimpiadores que remuevan contaminantes) y medicina (medicamentos que lleguen directo a los órganos afectados).
Para lograr este “motor biológico”, tuvieron primero que entender cómo se movían las bacterias, para lo cual los físicos realizaron muchos experimentos, variando tanto la cantidad de bacterias confinadas en las gotas como el tamaño de éstas. “También propusimos una explicación del mecanismo de propulsión, en otras palabras, cómo las bacterias consiguen mover la gota.
La clave está en la presencia del vidrio. Las bacterias que nadan al fondo de la gota (cerca del vidrio), ejercen una fuerza sobre una delgadísima capa de aceite (entre la gota y el vidrio) que a su vez genera una fuerza sobre la gota y la mueve. Resultado de esto es que, si el flujo en el fondo de la gota va en un sentido, la gota se moverá en sentido contrario”, explica Gabriel Ramos.
Ramos indica que la importancia de esta investigación es que abre la puerta a otra forma de transportar gotas, en este caso con bacterias. “Además, al utilizar bacterias, se podría dirigir el movimiento de la gota mediante atractantes o repelentes químicos, algo que queda pendiente a investigar. Si se consigue, se podría transportar componentes dentro de la gota, o solo transportar las bacterias, para luego hacerlas producir algún componente, como proteínas o enzimas, en algún lugar específico. Esto último podría ser útil en tratamientos médicos o procesos bioquímicos”, explica.