17/02/2016

La URV diseña sensores que permiten detectar ataques bacteriológicos en pocos minutos

El grupo de investigación Interfibio de la URV, liderado por la investigadora Ciara O’Sullivan, ha desarrollado unos sensores ultrasensibles que pueden detectar múltiples patógenos microbiológicos en pocos minutos, sin necesidad de laboratorios ni personal especializado. Servirán para localizar contaminantes en el aire o en la sangre y son fruto del proyecto de investigación europeo Multisense Chip, que ha desarrollado un dispositivo para detectar de forma rápida una posible contaminación biológica

El elemento clave de este sistema son los sensores que incorpora el dispositivo, desarrollados por el grupo de investigación Interfibio, del Departamento de Ingeniería Química de la URV, ya que permiten conocer —de forma instantánea— la posible contaminación del ambiente a través del análisis de ocho bacterias que transmiten enfermedades como la peste bubónica, el ántrax, la fiebre Q, la brucelosis, la melioidosis, el moquillo o la tularemia.

Estos sensores analizan el aire fijándose en patógenos B (agentes que pueden ser utilizados potencialmente para el bioterrorismo), sobre todo de la especie Brucella y Bacillus antracis, en línea con las directrices internacionales de enfermedades infecciosas y defensa biológica. El sensor realiza el análisis de todas las bacterias de forma simultánea, a las que se podrían añadir muchas otras, según aseguran la responsable del grupo de investigación Interfibio, la investigadora ICREA Ciara O’Sullivan, y la directora de investigación del grupo, Mayreli Ortíz.

El dispositivo, fruto del proyecto de investigación europeo Multisense Chip, ya se probó con éxito hace algunas semanas en Alemania y en Francia, y se podrá utilizar para afrontar posibles episodios de contaminación bacteriológica del aire. El ejército alemán y los bomberos franceses participaron en un simulacro de alarma de un ataque biológico que ha demostrado los buenos resultados del proyecto Multisense Chip.

Un laboratorio portátil y automático

El dispositivo surgido del proyecto Multisense Chip realiza un análisis constante y automático, sin necesidad de contar con un laboratorio o personal especializados. Por este motivo, se lo ha definido como un “laboratorio en un chip”.

El proceso de detección empieza con la recogida de la muestra, que se transfiere al chip, donde se generan las reacciones biológicas y, finalmente, se dan las dos reacciones de detección. Las muestras con que puede trabajar el sistema se recogen del aire, o bien pueden ser muestras sólidas, como polvo, o muestras líquidas, como bebidas y agua.

La detección se basa en el análisis simultáneo mediante una reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y métodos inmunológicos. Finalmente, se leen las muestras mediante técnicas electroquímicas.

La investigadora Mayreli Ortiz, directora de investigación en el projecte Multisense Chip, trabaja en la optimización del sensor en la URV
La investigadora Mayreli Ortiz, directora de investigación en el projecte Multisense Chip, trabaja en la optimización del sensor en la URV
Resultados rápidos, actuación preventiva

En el laboratorio este proceso resulta habitualmente laborioso; en cambio, con el dispositivo desarrollado, los resultados se obtienen en solo unos minutos, con un sistema conocido como sample in, result out (‘muestra entra, resultado sale’). Esto supone que se reduzca significativamente el tiempo actual para el procesamiento para la detección microbiológica, un factor relevante para poder actuar en casos urgentes.

Además, los sensores son muy sensibles y pueden detectar niveles muy bajos de concentración de la bacteria. Por este motivo, el sistema puede resultar útil para que los primeros servicios de emergencia puedan intervenir en casos de ataques biológicos y obtener información con rapidez sobre los posibles contaminantes. Las autoridades, por su parte, podrán tomar las medidas más oportunas frente a una alarma o riesgo de epidemia.

De hecho, según los investigadores, en el futuro, estos aparatos podrían instalarse en espacios muy concurridos, como campos de fútbol, aeropuertos o estaciones de tren, para poder minimizar el riesgo de que el contagio se expanda en caso de contaminación del aire.

Encontrar contaminantes en la sangre

Los sensores creados en la URV sirven asimismo para analizar la sangre y detectar si una persona está infectada de cualquiera de esos patógenos y en qué medida, a fin de poder conocer el medicamento que se le debería administrar y en qué cantidad.

Se trata de un sistema que se podría utilizar también en el entorno médico, pues facilita que se pueda disponer de resultados de forma rápida, incluso con niveles muy bajos de infección. Estas características suponen un avance en la mejora de los servicios de emergencias médicas, que podrán intervenir a tiempo y ofreciendo el diagnóstico más adecuado.

Multisense Chip es un proyecto del VII programa marco de la Unión Europea que ha tenido un coste de 8,7 millones de euros, de los cuales la UE ha financiado 6,6. En la investigación han participado ocho instituciones y empresas internacionales, como la Universitat Rovira i Virgili, microfluidic ChipShop GmbH (Alemania), Bertin Technologies (Francia), Friedrich-Loeffler-Institute (Alemania), iMicroQ (Tarragona), Fraunhofer ICT-IMM (Alemania), Institute of Microbial Sciences and Technologies Biology (Eslovenia) y Cedralis (Francia).


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