Implementación de técnicas ópticas y espectroscópicas para la identificación de microorganismos

Abstract

RESUMEN: Los microorganismos están presentes en numerosos bioprocesos de importancia clínica, industrial y ambiental. Existen diferentes métodos para la identificación microbiana, entre los que se pueden mencionar los morfológicos, que se basan en la descripción macroscópica de las colonias en un medio de cultivo; técnicas tintoriales, como la tinción de Gram, logrando distinguir, a nivel microscópico, entre los dos grupos de microorganismos, bacterias Gram-positivas y Gram-negativas. Aunque estas dos metodologías son procedimientos rápidos y sencillos, no son útiles en la identificación de género y especie. Sin duda, técnicas moleculares como Polimorfismo de Longitud en los Fragmentos de Restricción del rDNA/rRNA (RFLP), Polimorfismo del DNA Aleatoriamente Amplificado (RAPD) y la secuenciación de genomas son más sensibles y específicas en la identificación y caracterización microbiana. Sin embargo, el desarrollo de este tipo de técnicas requiere de inversión tecnológica y de personal altamente calificado, lo cual hace de su implementación un proceso costoso. Por lo tanto, se considera prioritario implementar estrategias alternativas de identificación. Métodos como la espectroscopía y la caracterización por patrones de dispersión de la luz, son herramientas con potencial para la identificación de los microorganismos basados en las características fenotípicas microbianas, donde la espectroscopía de infrarrojo permite caracterizar las muestras biológicas por su composición química, en tanto, la identificación óptica de los patrones de dispersión de la luz característicos de las colonias de los microorganismos, toma en cuenta la interacción de la luz con la colonia del microorganismo, que debido a sus características fenotípicas, puede ser considerada como una estructura refractiva que induce variaciones locales del índice de refracción y que por lo tanto genera dispersión de la luz. Dicho patrón de difracción dependerá unívocamente de la estructura refractiva de la colonia del microorganismo y por lo tanto, se puede considerar como su huella digital óptica. Entonces, las dos técnicas tienen como ventajas en común: la reproducibilidad y tiempo de preparación de la muestra más rápido, bajo costo, rapidez y simpleza al momento de la identificación, además, la espectroscopia infrarroja se destaca por la facilidad en la toma de muestras, sensibilidad, alto rendimiento en la identificación, confiabilidad en la caracterización a nivel de género y especie; mientras que el método óptico se caracteriza por la amplitud de uso y sencillez. Este estudio tuvo como objetivo principal implementar las técnicas de espectroscopía infrarroja y difracción de la luz para la identificación de microorganismos que pueden encontrarse en diferentes áreas de aplicación