El grup de recerca Interfibio de la URV, liderat per la investigadora Ciara O’Sullivan, ha desenvolupat uns sensors ultrasensibles que poden detectar molts patògens microbiològics en pocs minuts, sense necessitat de laboratoris ni de personal especialitzat. Serviran per localitzar contaminants a l’aire o a la sang i formen part del projecte de recerca europeu Multisense Chip, que ha desenvolupat un dispositiu per detectar de forma ràpida una possible contaminació biològica

L’element clau d’aquest sistema són els sensors que incorpora el dispositiu, desenvolupats pel grup de recerca Interfibio, del Departament d’Enginyeria Química de la URV, ja que permeten detectar de forma instantània la possible contaminació de l’ambient a través de l’anàlisi de vuit bacteris que transmeten malalties com la pesta bubònica, l’àntrax, la febre Q, la brucel·losi, la melioïdosi, el borm o la tularèmia.

Aquests sensors analitzen l’aire fixant-se en patògens B (agents que poden ser utilitzats potencialment per al bioterrorisme), sobretot de l’espècie Brucella i Bacillus antracis, en línia amb les directrius internacionals de malalties infeccioses i defensa biològica. El sensor examina tots els bacteris de forma simultània. Fins i tot la responsable del grup de recerca Interfibio, la investigadora ICREA Ciara O’Sullivan, i la directora d’investigació del grup, Mayreli Ortiz, asseguren que se n’hi podrien afegir molts més.

Fa unes setmanes que ja es va provar amb èxit a Alemanya i a França aquest dispositiu, fruit del projecte de recerca europeu Multisense Chip, que es podrà utilitzar per fer front a possibles episodis de contaminació bacteriològica de l’aire. L’exèrcit alemany i els bombers francesos van participar en un simulacre d’alarma d’un atac biològic que ha demostrat els bons resultats d’aquesta recerca.

Un laboratori portàtil i automàtic

Aquest nou dispositiu fa una anàlisi constant de l’aire i de forma automàtica, sense necessitat de disposar d’un laboratori o personal especialitzats. És per això que se l’ha anomenat “laboratori en un xip”.

El procés de detecció comença amb la recollida de la mostra, que es transfereix al xip perquè es generin (al mateix xip) les reaccions biològiques i, finalment, es produeixin les dues reaccions de detecció. Les mostres amb què pot treballar el sistema es poden recollir de l’aire o poden ser mostres sòlides, com la pols, o mostres líquides, com begudes i aigua.

La detecció es basa en l’anàlisi simultània mitjançant una reacció en cadena de la polimerasa (PCR) i mètodes immunològics. Finalment, es llegeixen les mostres a través de tècniques electroquímiques.

Resultats ràpids, actuació preventiva

Malgrat que habitualment al laboratori és un procés laboriós, amb el dispositiu els resultats s’obtenen en només uns minuts, amb un sistema conegut com sample in, result out (mostra entra, resultat surt). Això suposa que s’escurci significativament el temps habitual necessari del processament per a la detecció microbiològica, un factor rellevant per poder actuar en casos urgents.

A més, els sensors són molt sensibles i poden detectar nivells molt baixos de concentració del bacteri. Així doncs, aquest sistema pot ser útil per permetre als primers serveis d’emergència intervenir en casos d’atacs biològics i obtenir informació amb rapidesa sobre els possibles contaminants. De la seva banda, les autoritats podran prendre les mesures més precises davant una alarma d’epidèmia.

De fet, segons els investigadors, de cara a un futur, aquests aparells es podrien instal·lar en espais massificats, com ara camps de futbol, aeroports o estacions de tren, per minimitzar el risc que s’expandeixi el contagi en cas de contaminació de l’aire.

Trobar contaminants a la sang

Aquests mateixos sensors creats a la URV també serveixen per analitzar la sang i detectar si una persona està infectada de qualsevol d’aquests patògens i en quina magnitud. Així, els metges decidirien quin medicament se li hauria d’administrar i quina quantitat.

Es tracta d’un sistema apte per a l’entorn mèdic perquè facilita que es pugui disposar de resultats de forma ràpida, fins i tot amb nivells molt baixos d’infecció. Aquestes característiques suposen un pas endavant cap a la millora dels serveis d’emergències mèdiques, que podran intervenir a temps i amb el diagnòstic més adequat.

Multisense Chip és un projecte del VII Programa marc de la Unió Europea que ha costat 8,7 milions d’euros, dels quals la UE n’ha finançat 6,6. En aquesta recerca hi han participat vuit institucions i empreses internacionals, com la Universitat Rovira i Virgili, Microfluidic ChipShop GmbH (Alemanya), Bertin Technologies (França), Friedrich-Loeffler-Institute (Alemanya), iMicroQ (Tarragona), Fraunhofer ICT-IMM (Alemanya), Institute of Microbial Sciences and Technologies Biology (Eslovènia) i Cedralis (França).