Contando Bacterias: Métodos y Perspectivas
Aprende cómo los científicos cuentan con precisión las bacterias usando técnicas de dilución.
Monika Jain, Shuhada Begum, Shuvam Bhuyan, Chayanika Nath, Uchakankhi Kashyap, Lukapriya Dutta, Shubhra Jyoti Giri, Nishita Deka, Manabendra Mandal, Aditya Kumar, Suvendra Kumar Ray
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Las Bacterias son cositas vivas súper pequeñas que están por todos lados. Las encontramos en nuestro cuerpo, en la comida que comemos e incluso en el aire que respiramos. Algunas bacterias son útiles, como las que nos ayudan a digerir la comida, mientras que otras pueden enfermarnos. En los laboratorios, los científicos suelen estudiar bacterias para entender cómo crecen y se comportan. Esto puede ayudarnos a desarrollar nuevos medicamentos o encontrar formas de prevenir infecciones.
Pero primero, vamos a meternos en cómo contamos a estos pequeños bichitos.
Contando Bacterias
Una manera clave en que los científicos cuentan bacterias es averiguando cuántas bacterias viables (o vivas) hay en una muestra. Este método de conteo ha existido por más de un siglo, desde que un tipo llamado Robert Koch intentó Contar bacterias en agua en 1883. Desde entonces, contar bacterias se ha vuelto esencial en microbiología.
Cuando tratamos con muestras que tienen muchas bacterias, como una gota de agua de estanque, no es fácil contarlas directamente. ¡Imagínate contando los granos de arena en un arenero! En su lugar, los científicos diluyen primero la muestra. Diluir significa mezclarla con un líquido (normalmente solución salina) para que esté menos concentrada. Así, cuando los investigadores ponen la muestra en una placa de Petri llena de gelatina nutritiva llamada agar, cada pequeña unidad viva—o colonia—crece lo suficiente como para ser vista y contada.
La Serie de Dilución
Ahora, ¿cómo diluyen los científicos una muestra? Usan algo llamado serie de dilución. Esto es simplemente un método paso a paso de mezclar una cantidad conocida de bacterias con una cantidad específica de Salino, creando una serie de soluciones mezcladas que son menos y menos concentradas. Por ejemplo, si tomas 1 mL de una muestra densa de bacterias y lo mezclas con 9 mL de salino, has hecho una dilución de 10 veces. Si haces esto repetidamente, puedes crear varias concentraciones diferentes de bacterias hasta llegar a concentraciones mínimas.
Aquí es donde se pone interesante: la técnica que eligen para esta dilución importa. Pueden usar diferentes volúmenes de la muestra, lo que cambia cuán precisamente pueden contar las bacterias. Por ejemplo, usar volúmenes más grandes tiende a dar resultados más consistentes, mientras que usar cantidades pequeñas de muestra puede llevar a resultados más locos—¡como un juego de dados impredecible!
Resulta que, al mezclar cantidades más grandes de líquido, obtienes una mejor representación de las bacterias presentes. Si solo usas una gotita, es como intentar pescar un solo pez de oro en un océano gigante—puedes tener suerte, pero es más probable que te pierdas un montón.
El Gran Debate del Volumen
Hay dos factores principales a considerar cuando los científicos diluyen bacterias: la cantidad de muestra que usan y la complejidad del proceso. Cuanto menos complejo sea el proceso, menos posibilidades hay de cometer errores. Pero si usas menos muestra, los conteos pueden ser menos confiables. ¡Es un acto de equilibrio!
Usar un volumen pequeño, como solo 1 microlitro (que es una cantidad diminuta), puede parecer eficiente, pero también es complicado. Es como intentar verter una sola gota de jarabe sobre una pila de pancakes. ¡Se puede derramar fácilmente o perderse completamente! Por otro lado, si usas volúmenes más grandes como 100 microlitros, puedes cometer menos errores, pero tomará más tiempo y requerirá más pasos.
¿Qué es Mejor?
En un experimento, usar un volumen pequeño mostró una precisión ligeramente mejor, pero vino con más complejidad y potencial de error. Y cuando los científicos compararon sus resultados usando diferentes métodos, encontraron que aunque los volúmenes más pequeños parecían prometedores, no eran tan confiables como las cantidades más grandes en general.
Diferentes Tipos de Bacterias
En este estudio, los científicos no solo trabajaron con un tipo de bacteria. También miraron diferentes cepas, como E. Coli y R. pseudosolanacearum. E. coli es una bacteria común que tiene una apariencia no mucoide—piensa en ella como un clásico jellybean, suave y brillante. Mientras tanto, R. pseudosolanacearum tiene una apariencia mucoide porque produce una sustancia viscosa, haciéndola actuar como un dulce pegajoso que se une fácilmente a otros.
Los científicos usaron un enfoque de spotting, donde dejaban caer pequeñas cantidades de bacterias diluidas sobre placas de agar para contar cuántas colonias crecían. Se contó E. coli después de 12-14 horas, mientras que la otra cepa tomó mucho más tiempo, 48 horas, debido a su crecimiento más lento—¡hablando de una bacteria perezosa!
¿Qué Hay del Diluyente?
Ahora que estamos hablando de dilución, hablemos del volumen de diluyente, que es solo el volumen de salino utilizado. Los científicos tenían curiosidad si la cantidad de salino afectaría cuán exactamente podrían contar las bacterias. Después de todo, si usas más o menos salino, ¿no debería cambiar las cosas? Resulta que, en su mayoría, no lo hace. La precisión del conteo se mantuvo prácticamente igual independientemente de la cantidad de salino, excepto por ese problemático volumen de 1 microlitro.
El Impacto del Volumen de Muestra
En un ingenioso estudio, los científicos soltaron pequeñas cantidades—5, 10, 15 y 20 microlitros—sobre placas de agar y contaron las colonias que crecieron. Descubrieron que cuanto mayor era el volumen utilizado, más consistentes eran los conteos de colonias. Así que si estás contando bacterias, parece que más grande realmente es mejor.
Esto es básicamente como intentar predecir cuántos caramelos hay en un frasco. Si agarras un puñado versus solo un par, tu suposición va a ser mucho más sólida con la mano más grande.
El Factor Complejidad
Mientras jugaban con estos métodos, quedó claro que la complejidad del proceso de dilución pesaba mucho en lograr conteos precisos. Si los científicos tomaban una dilución simple de 10 veces, no tendrían que preocuparse tanto por pequeños errores comparado con hacer procedimientos más complejos. ¡Este simple entendimiento puede ahorrar tiempo y desastres de conteo!
Notas Finales sobre Bacterias y Dilución
La conclusión principal? Si quieres hacerlo bien, usa un mayor volumen de muestra al contar bacterias. Y ten cuidado con esa tricky gota de 1 microlitro—aunque parezca una buena idea, a menudo es más problema del que vale.
Con todo esto, podemos entender mejor cómo observar y contar bacterias en el laboratorio. Cada pequeña cultura cuenta su propia historia, y a través de una cuidadosa medición, podemos compartir esa historia de existencia microbiana, descubriendo cuáles son amigos y cuáles podrían llevarnos a una visita al hospital. Y quién sabe, tal vez la próxima vez que estés en un laboratorio, ¡te sientas como un verdadero detective de bacterias!
Título: Trade-off between sample volume passaged and number of passages involved during serial dilution for bacterial enumeration
Resumen: Accurate enumeration of bacteria in a culture is the first step in both fundamental as well as applied research in microbiology. Serial dilution is an age old method used widely by researchers for enumerating viable bacteria in a culture where a specific sample volume is passaged successively to a specific diluent volume. Here, we demonstrated that a higher sample volume is a better representation of bacterial population than a lower sample volume, which was in concordance with the random nature of bacterial distribution in culture. Therefore, a bigger sample to diluent ratio during serial dilution appears more favorable for an accurate bacterial enumeration than a smaller ratio. But surprisingly, enumeration using the different dilution ratios such as 1:9, 1:99 and 1:999 in 1.0 mL final volume yielded similar results with the exception of 1:999, where 1 L sample was passaged. However, in 10.0 mL final volume of dilution, the above three dilution ratios exhibited similar bacterial enumeration. The experiment was performed using two different bacterial cultures such as Escherichia coli and Ralstonia pseudosolanacearum. Our results indicated that the advantage gained due to lesser number of passages in case of a lower sample volume could overcome the disadvantage associated with it, thereby co-aligning the different dilution ratios with regards to enumeration. Hence, although in laboratory, 1:9 dilution ratio is usually performed during serial dilution, our results suggest that dilution ratios such as 1:99 in 1 mL dilution volume and ratios such as 1:99 and 1:999 in 10 mL dilution volume are equally effective, which also reduces time, cost and labor.
Autores: Monika Jain, Shuhada Begum, Shuvam Bhuyan, Chayanika Nath, Uchakankhi Kashyap, Lukapriya Dutta, Shubhra Jyoti Giri, Nishita Deka, Manabendra Mandal, Aditya Kumar, Suvendra Kumar Ray
Última actualización: 2024-12-08 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.28.625891
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.28.625891.full.pdf
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