Uso de patrones de difracción de luz láser y análisis de imagenes para diferenciación de tres tipos de colonias bacterianas

Abstract

La diferenciación rápida de colonias bacterianas es esencial en muchos campos industriales, científicos y de salud humana y animal. Generalmente esa diferenciación se logra por técnicas microscópicas, bioquímicas o genéticas muy elaboradas que requieren tiempo y entrenamiento. En este estudio se utilizaron técnicas de análisis de imágenes sobre patrones de difracción de luz láser para evaluar su sensibilidad en la diferenciación de colonias bacterianas. Adicionalmente se estudió el efecto del tiempo de crecimiento de las colonias en la generación de estos patrones y se determinó la influencia de la cantidad de medio de cultivo en la difracción de luz láser. Los patrones de difracción del láser se obtuvieron sobre cultivos puros de cinco aislamientos bacterianos B1, B2, B3, B2Ca y B2Cb. En la primera prueba de diferenciación se utilizaron colonias de B2, B3, B2Ca. En el estudio del efecto del tiempo de crecimiento sobre patrones de difracción, las bacterias B1 y B2Cb con uno o dos días de crecimiento. Finalmente, el efecto de la cantidad de medio de cultivo en la difracción de la luz, se evaluó en una prueba en cajas petri con 10, 15 o 20 ml de medio de cultivo estéril sin colonias de bacterias. Mediante un análisis de escalado multidimensional realizado con los parámetros de textura extraídos de las imágenes de los patrones, se obtuvo un agrupamiento adecuado de los patrones asociados a las colonias de cada bacteria evaluada, lo cual indicó que las colonias bacterianas se pueden diferenciar por sus patrones de difracción. Adicionalmente se encontró que no hay variaciones significativas en los patrones de difracción obtenidos de dos aislamientos bacterianos en dos tiempos de crecimiento. El espesor del medio de cultivo afectó la difracción del haz de luz pues patrones obtenidos de cajas petri con 10 ml se separan completamente de los patrones obtenidos con 15 y 20 ml, aunque no hay diferencias entre los dos últimos volúmenes. Los resultados indican que esta técnica sencilla parece ser altamente sensible para diferenciar colonias bacterianas en medios de cultivo, y su refinamiento e implementación para investigación o uso industrial podría lograrse a partir de materiales fácilmente disponibles a nivel local.