Imaxina un día no que un agricultor poida estar nun campo, axitar un dispositivo de man sobre un tomate e detectar inmediatamente patóxenos, o que pode salvar vidas e miles de millóns de dólares.
Ese día quizais non estea moi lonxe, grazas á investigación que leva a cabo Estación Experimental Agrícola de Alabama na Universidade de Auburn.
Como unha das 11 universidades que concedeu subvencións Departamento de Agricultura dos Estados Unidos para realizar investigacións en nanotecnoloxía, os científicos de Auburn están a traballar para mellorar a vixilancia dos patóxenos en toda a cadea de subministración de alimentos creando un sistema fácil de usar que pode detectar varios patóxenos transmitidos por alimentos de forma simultánea, precisa, rendible e rápida.
O secretario do USDA, Tom Vilsack, anunciou recentemente un investimento de máis de 5.2 millóns de dólares a nivel nacional para apoiar a investigación para mellorar a seguridade alimentaria, mellorar os combustibles renovables, aumentar o rendemento dos cultivos e xestionar as pragas agrícolas. Os premios fixéronse a través do Iniciativa de Investigación Agrícola e Alimentaria, o principal programa nacional de subvencións competitivas e revisadas por pares para ciencias agrícolas fundamentais e aplicadas.
A investigación de Auburn é única xa que utiliza nanotecnoloxía biolóxica en lugar de artificial para acadar os seus obxectivos, di. Sang-Jin Suh, profesor asociado no Departamento de Ciencias Biolóxicas de Auburn.
Suh tamén é membro do Centro de detección e seguridade alimentaria da Universidade de Auburn, e acredita ao seu director, Bryan Chin, profesor de enxeñería de materiais, o desenvolvemento da tecnoloxía de biosensores que é a base da investigación.
"Esta é a innovación do doutor Chin, e reclutou persoas coma min, un xenetista bacteriano, para axudar a combinar estas tecnoloxías nun biosensor baseado en partículas que se pode usar para detectar patóxenos alimentarios", di Suh.
Estímase que ata 48 millóns de estadounidenses enferman anualmente debido a patóxenos e toxinas transmitidos polos alimentos, o que supón unha carga económica de case 80 millóns de dólares. Estas estimacións non consideran os custos para a industria alimentaria, incluíndo a redución da confianza dos consumidores, as perdas de retirada ou os litixios.
A medida que os brotes de patóxenos transmitidos por alimentos e os recordos de alimentos contaminados se fan máis comúns, fíxose evidente que se necesitan mellores sistemas de detección de patóxenos para identificar os alimentos contaminados antes de que sexan consumidos polo público.
"Sempre que os alimentos están contaminados, a FDA, os CDC ou outros laboratorios tardan días ou semanas en confirmar a presenza de patóxenos", di Suh. "A nosa tecnoloxía pode facelo en menos de 10 minutos.
"Actualmente, sempre que hai un brote de patóxenos transmitidos por alimentos, teñen que tomar os alimentos contaminados e cultivar bacterias a partir del, o que require dunhas horas a uns días. Despois verán se se axusta ao patrón dun patóxeno sospeitoso. Illamos as sondas que son específicas para ese patóxeno. Se se une á sonda, entón sabemos que o patóxeno particular está presente".
Ademais do tempo necesario para obter resultados, os sistemas actuais de detección de patóxenos alimentarios requiren instrumentos caros e unha ampla formación para o persoal.
"Os dous métodos máis populares para detectar patóxenos, ademais do método de cultivo tradicional, requiren un adestramento extensivo", di Suh. “O noso método requirirá unha formación mínima. Prevemos que todos os agricultores terán esta capacidade, as plantas de procesamento terán esta capacidade e as tendas de comestibles e restaurantes terán esta capacidade. Incluso os consumidores poderán usar esta tecnoloxía".
O biosensor será un monitor de man que eventualmente detectará a presenza dun patóxeno alimentario a unha distancia de ata 10 centímetros do dispositivo.
"Isto permitirá verificar a seguridade dos alimentos desde a granxa ata a mesa", di Suh. "O detector custaría menos de 500 dólares e eventualmente podería salvar miles de millóns de dólares e moitas vidas".
Un obxectivo da investigación de Suh é desenvolver un sistema que permita a identificación simultánea de múltiples patóxenos transmitidos por alimentos en tempo real, incluíndo Salmonella enterica, Escherichia coli e Listeria monocytogenes.
"Nós xa temos anteriormente demostrou a eficacia dos nosos biosensores para a detección precisa e rápida de patóxenos individuais", di Suh. “Neste estudo, desenvolveremos un sistema multiplex capaz de detectar a presenza de varios patóxenos bacterianos comúns transmitidos por alimentos.
"A medida que melloramos o noso sistema en estudos futuros, pódese ampliar para incluír virus e toxinas para converterse nun sistema completo de detección de calquera patóxeno transmitido por alimentos para mellorar a seguridade pública".
O equipo de investigadores de Auburn está a colaborar con científicos doutras universidades para usar esta tecnoloxía e, con sorte, conseguir a aprobación da FDA para o seu uso xeneralizado no futuro.
- Paul Hollis, Universidade de Auburn
Fonte: Facultade de Agricultura da Universidade de Auburn