Desarrollan una herramienta con levadura para la detección mundial de patógenos

Los investigadores de la Universidad de Columbia, en Nueva York, Estados Unidos, han desarrollado una herramienta que es probable que revolucione la forma en que detectamos y tratamos a los patógenos en todo, desde la salud humana hasta la agricultura y el agua. Usando sólo la levadura de panadería común, han creado una prueba extremadamente barata, de bajo mantenimiento y que se realiza in situ que ayudará en la vigilancia y la detección temprana de patógenos fúngicos responsables de las principales enfermedades humanas, los daños agrícolas y el deterioro de los alimentos en todo el mundo.

“Nuestro biosensor nos permite detectar un patógeno por menos de un centavo por prueba, es fácil de usar, barato de producir y no requiere instalaciones de almacenamiento en frío”, explica la investigadora principal y química de la Universidad de Columbia, Virginia Cornish. “Se trata de impactar en la agricultura y la salud,especialmente en los países en desarrollo, donde es posible que sea donde más se necesite. Estamos muy entusiasmados con las posibilidades”, agrega.

El proyecto comenzó como una búsqueda por encontrar una manera simple y económica de detectar el cólera, pero rápidamente evolucionó para abordar otras necesidades, como relatan los investigadores, cuyo trabajo se detalla en un artículo publicado en la edición de este miércoles de ‘Science Advances’.

“Nos dimos cuenta de que la levadura de panadería que la gente usa todos los días para preparar cerveza y hacer el pan puede programarse para detectar una miríada de objetivos –explica Cornish–. Ahora, podemos alterar el ADN de la levadura de panadero para darle nuevas funciones que la hacen útil para una variedad de aplicaciones. La perspectiva de usar esta tecnología en las comunidades rurales con poco acceso a los diagnósticos de alta tecnología es particularmente convincente”.

En todo el mundo, los patógenos fúngicos representan una carga cada vez más urgente de salud pública, causando un estimado de dos millones de muertes al año e infligiendo pérdidas devastadoras en los cultivos de plantas y el declive de la población en la fauna animal. Sin embargo, los patógenos fúngicos y las enfermedades que causan a menudo se descuidan y la investigación para combatirlos cuenta con poca financiación.

“Los patógenos fúngicos son conocidos como ‘asesinos ocultos’”, subraya Cornish, y agrega que la devastación es más pronunciada en áreas de escasos recursos donde los esfuerzos por reducir las infecciones se han visto obstaculizados por la escasez de diagnósticos fúngicos rentables. Si bien el monitoreo de la carga global de patógenos se ha limitado principalmente a un pequeño número de centros especializados, explica, se podría establecer una vigilancia más efectiva al hacer accesibles los diagnósticos baratos en el punto de atención. Los diagnósticos tradicionales a menudo dependen de costosos reactivos, su distribución siguiendo la cadena de frío, equipos especializados y personal técnico, que en gran medida son inalcanzables in situ.

UN BIOSENSOR QUE DETECTA MÁS DE UNA DECENA DE PATÓGENOS

Para abordar este problema y en estrecha colaboración con expertos en salud pública, Cornish y un equipo de sus estudiantes intercambiaron los receptores de superficie celular naturales de ‘Saccharomyces cerevisiae’, o levadura de panadería, con proteínas receptoras específicas de patógenos. Comenzaron por la construcción de un biosensor para la detección de ‘Candida albicans’, un patógeno fúngico humano (un tipo de levadura) que se produce naturalmente en el intestino humano, pero puede causar graves problemas médicos e incluso la muerte si la población se sale de control.

Después de reemplazar el receptor natural de la levadura de panadería con el de ‘C. Albicans’, los investigadores modificaron su ADN para permitir la producción de licopeno, el pigmento responsable de la coloración roja de los tomates. Esto permitió que la levadura manipulada se volviera roja cuando estaba en presencia de una molécula diana, en este caso, feromonas de hongos de ‘C. Albicans’. El experimento fue un gran éxito: el sensor se puso rojo al ser expuesto al blanco de los hongos. De esta forma, el equipo había desarrollado un sensor funcional, simple, muy específico, de un solo componente utilizando sólo levadura.

Luego, los investigadores probaron exitosamente su ensayo para determinar la capacidad de detectar otros diez patógenos adicionales, incluyendo ‘Paracoccidioides brasiliensis’, un hongo responsable de una enfermedad tropical progresiva que afecta a la mucosa de la nariz, los senos y la piel, y ‘Botrytis cinerea’, un moho gris que causa pérdida sustancial de cultivos en todo el mundo. En cada caso, la prueba funcionó con precisión sin sacrificar ni la sensibilidad ni especificidad alcanzables con otras pruebas significativamente más caras.

Con un ensayo operativo en mano, el equipo se propuso hacerlo versátil y fácil de usar, diseñando un prototipo rápido de una varilla de medición, como una prueba de embarazo en el hogar, que puede usarse en muestras complejas, incluyendo sangre completa, suero, agua, orina y tierra.

Fuente: El Economista – España

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