Un avance significativo en la detección de patógenos ha sido logrado por el doctor Luis Ramiro Caso Vargas, investigador en la Facultad de Ciencias Biológicas de la BUAP. Este científico ha desarrollado biosensores ópticos capaces de identificar bacterias patógenas como Pseudomonas aeruginosa, especialmente útiles en entornos hospitalarios. Además, su investigación se extiende a la detección de Brucella spp., responsable de la brucelosis, una enfermedad provocada por el consumo de alimentos contaminados, principalmente productos lácteos.
La bacteria Pseudomonas aeruginosa es común en hospitales y puede encontrarse en mobiliario, instrumentos quirúrgicos y desinfectantes. Esta bacteria es conocida por causar infecciones severas en pacientes con sistemas inmunológicos comprometidos. La resistencia a los antibióticos que presenta hace que su erradicación sea un desafío considerable. Para su identificación, Caso Vargas ha diseñado un biosensor utilizando obleas de dióxido de silicio, que han sido modificadas químicamente para permitir la inmovilización de biomoléculas específicas, actuando como biorreceptores.
Innovaciones tecnológicas en la detección bacteriana
El proceso implica el uso de compuestos químicos que se adhieren firmemente a la superficie del dióxido de silicio mediante un tratamiento en fase gaseosa. Esto crea una capa inicial que modifica las propiedades originales del material. Posteriormente, se añade una segunda capa con moléculas denominadas crosslinkers, que actúan como puentes entre esta base y las biomoléculas deseadas. Finalmente, se incorpora una proteína llamada estreptavidina, que se une a anticuerpos preparados con biotina para detectar la bacteria objetivo.
Para validar el ensamblaje de estos biosensores, se emplean técnicas avanzadas como la espectroscopía de infrarrojo por transformadas de Fourier (FT-IR), así como microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía de fluorescencia, lo que permite observar la cantidad de bacterias presentes en el sensor. En esta investigación también colabora la doctora Norma Elena Rojas Ruiz, quien está especializada en el aislamiento de microorganismos desde diversos ambientes.
Biosensores innovadores basados en nanopartículas
Caso Vargas también ha explorado otra técnica para detectar Pseudomonas aeruginosa, utilizando un biosensor construido con nanopartículas de oro. Este sistema es notablemente más pequeño que la propia bacteria y utiliza nanoesferas fluorescentes en lugar del dióxido de silicio. Los anticuerpos se adhieren a estas nanopartículas para atrapar al microorganismo. Este enfoque permite analizar muestras en solución, facilitando estudios en entornos como tuberías donde podría haber contaminación bacteriana.
La presencia del patógeno se identifica mediante cambios en la intensidad de fluorescencia. Esta línea de investigación cuenta con la colaboración de la doctora Leslie Arcila Lozano, investigadora asociada al Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada del IPN.
Detección eficaz de toxinas alimentarias
En relación con la identificación de compuestos nocivos en alimentos, Caso Vargas ha centrado su atención en las aminas biógenas, sustancias generadas durante el proceso de descomposición bacteriana que no son perceptibles inicialmente. Para su detección, ha desarrollado un biosensor basado nuevamente en soportes de dióxido de silicio; sin embargo, este dispositivo utiliza enzimas específicas como Diamina Oxidasa para reconocer estas moléculas dañinas.
En experimentos realizados tanto en laboratorio como sobre quesos añejos y pescados como salmón y tilapia, el biosensor mostró cambios visibles en el color del líquido extraído: cuanto más clara era la muestra, menor era la concentración de toxinas detectadas; mientras que muestras más oscuras indicaban mayor contaminación.
Nuevas fronteras en investigación alimentaria
Aparte del trabajo con aminas biógenas, Luis Ramiro Caso Vargas también investiga sensores electroquímicos mediante una técnica denominada “polímeros con huella molecular” para detectar histamina, considerada una amina biógena muy potente. En esta iniciativa colaboran los doctores Walter Torres Hernández, asociado a la Universidad del Valle en Colombia, y Harold Díaz Segura, quien realizó una estancia investigativa bajo su supervisión.
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