Forskere 3D-printer bakterie-dyrehager

Forskere 3D-printer bakterie-dyrehager

Små 3D-printede dyrehager med bakterier skal gjrøre det lettere å forske på infeksjoner.

University of Texas tar i bruk 3D-skriveren når de skal forske på bakterier. De burer bakterier inne i mikroskopiske bur for å finne ut hvordan de oppfører og utvikler seg.

Nylig demonstrerte forskerne at en koloni av arten "Staphylococcus aureus", som kan forårsake enkelte hudinfeksjoner, ble mer motstandsdyktig mot antibiotika når den ble kom i prat med en større koloni "Pseudomonas aeruginosa", en bakterie som er involvert i diverse sykdommer, blant dem cystisk fibrose.

Disse to bakteriene er for øvrig ofte å finne på samme fest.

Skriver ut bur

Arbeidet ble nylig publisert i Proceedings of the National Academy of Sciences, skriver universitetet på sine nettsider.

Forskerne bygger hjem for baktereine med 3D-skriveren. En laser brukes for å lage mikroskopiske protein-bur rundt bakterie-stammene i gelatin. Strukturene som er resultatet kan være i ulike størrelser og kan flyttes rundt i relasjon til andre strukturer med slike mikromiljøer av bakterier.

Metoden bør kunne muliggjøre en helt ny type eksperimenter som bedre forklarer situasjonene bakterier møter i faktiske biologiske miljøer, slik som menneskekroppen. Blant annet kan man mer presist sumulere de komplekse bakterielle økologiene som eksisterer i faktiske infeksjoner hvor det typisk ikke er bare én, men flere arter av bakterier, som agerer med hverandre.

- Det lar oss, kort fortalt, definere enhver variabel, sier Jodi Connell, postdoktor ved College of Natural Sciences.

Bruker også laser

Gelatinen som brukes har et par særlige fordeler. Bakteriene kan leve og reprodusere seg komfertabelt i buret. Når gelatienn er varm, er den flytende, men i romtemperatur er den fast som gelé. Dessuten får laserlyset gelatinmolekulene til å reagere og linke seg sammen.

Etter at forskerne identifiserer hvilke bakterier de vil putte i bur og i hvilken form, bruker de laseren via en brikke de har hentet fra en digtal filmprojektor, som forer gelatinen med et todimensjonalt bilde. Når dette systemet fokuserer, formes en solid matrise.

- Så lager vi et nytt lag, og enda ett også videre, og bygger det opp. Det er veldig enkelt. Vi lager kort fortalt bilder og bygger dem opp inn i 3D-strukturer, bare med enorm kontroll, sier kjemiprofessor Jason Shear.

- Tenk på tykkelsen av håret du har på hodet, ta ett prosent av det, og ta så en fjerdedel av det igjen. Det omtrent størrelsen av vår laser når den er stilt til minste innstilling.

Bakterier i dialog

Ikke minst er disse dyrehagene veldig bio-vennlige, ifølge Shear. Burenes stengsler er såpass harde at bakteriene ikke kan rømme, men porøse nok til å gi riktige kjemiske tillatelser. Næringsstoffer slipper inn, og avfall slipper ut, og ikke minst kan bakteriene "kommunisere" med andre bakteriestammer.

- De er fanget i små hus, men de fungerer som de gjør i biologiske miljøer, sier Shear.

Tilbake til "Staphylococcus aureus" og "Pseudomonas aeruginosa", er dette ganske vanlige batkerier som ofte finnes sammen i ulike infeksjoner.

- Det gir mening at de kan ha mekanismer som senser hverandre. Det teknologien lar oss gjøre, er å la dem prate med hverandre på en veldig nøyaktig måte, så vi kan se hva som skjer. I dette tilfellet kunne Staph merke tilstedeværelsen til Pseudomonans og et av resultatene var at den ble mer resistent mot anitbiotika.

Les om:

IT-Helse