El profesor Abdennour Abbas y su equipo de investigación han realizado una investigación básica sobre las interacciones entre las nanopartículas de oro y las superficies celulares para crear sensores novedosos. Las nanopartículas de oro de diferentes formas como el oro triangular plano (solución verde a la izquierda) y el oro esférico (solución rojo-rosa a la derecha) no solo parecen diferentes, pero pueden tener interacciones muy singulares con las células que pueden explotarse para crear reacciones novedosas que producen señales detectables como cambios de color o reacciones brillantes. Crédito:Universidad de Minnesota
Investigadores de la Universidad de Minnesota (UMN) han desarrollado un método para detectar e identificar bacterias dañinas o resistentes a los antibióticos en una hora utilizando un luminómetro portátil. Los métodos de diagnóstico tradicionales a menudo requieren equipos complejos y trabajo de laboratorio que puede llevar días. El nuevo método utiliza quimioluminiscencia, o la emisión de luz durante una reacción química. Se desarrolló pensando en la industria alimentaria y también podría utilizarse en entornos sanitarios.
En un estudio publicado en Materiales avanzados para el cuidado de la salud , investigadores de la Facultad de Alimentos, Las Ciencias Agrícolas y de Recursos Naturales y la Facultad de Ciencias e Ingeniería de la UMN demostraron la nueva tecnología mediante el análisis de hisopos de superficie y muestras de orina para detectar la presencia de pequeñas concentraciones de Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA), una bacteria que causa más de 11, 000 muertes en los EE. UU. Cada año.
"Una gran barrera para la detección microbiana en la industria alimentaria es el costo y la incapacidad de detectar bacterias dañinas en un tiempo razonable, "dijo John Brockgreitens, estudiante de posgrado involucrado en el estudio del Departamento de Ingeniería de Bioproductos y Biosistemas. "Estamos tratando de desarrollar una forma rápida y económica de detección microbiana que se pueda utilizar sin necesidad de una formación extensa".
Para detectar microorganismos, Se combinó oro verde en forma de nanoplacas triangulares con un agente reductor y luminol. Esto provocó una fuerte reacción quimioluminiscente que se mantuvo estable hasta por 10 minutos. Cuando los investigadores introdujeron MRSA y otros microorganismos en la combinación, consumieron las nanoplacas de oro, haciendo que la intensidad quimioluminiscente disminuya proporcionalmente a la concentración microbiana. Esto indicó la presencia de microorganismos.
Blindaje macromolecular de microorganismos mediante anticuerpos conjugados con polímeros. Estas imágenes muestran imágenes de microscopía electrónica de transmisión de bacterias desnudas (izquierda) y completamente protegidas (derecha). Crédito:Universidad de Minnesota
"La detección rápida de microbios en menos de dos horas no solo es vital para prevenir la intoxicación alimentaria, sino también para combatir la resistencia a los antimicrobianos ayudando a los médicos a tomar decisiones informadas antes de recetar antibióticos, "dijo Abdennour Abbas, profesor del Departamento de Ingeniería de Bioproductos y Biosistemas, quien dirigió la investigación. "Se necesita más trabajo para aplicar esta tecnología a muestras más complejas, como alimentos y cultivos, pero tenemos la esperanza de que el progreso continúe en esta área ".
Los investigadores también introdujeron un nuevo concepto llamado blindaje macromolecular microbiano para identificar específicamente MRSA. Se agregó un polímero específico de MRSA a la misma muestra donde envolvió y rodeó a las bacterias MRSA, impidiéndoles consumir las nanoplacas de oro. Esta mayor intensidad de quimioluminiscencia, indicando la presencia de MRSA.
Se necesita más investigación antes de que el método se pueda utilizar en aplicaciones del mundo real, pero los investigadores están ansiosos por hacer que este proceso sea más rápido y más fácil para el uso de la industria.
"En la industria alimentaria, artículos como carne procesada, queso, El yogur y la leche tienen muchas otras partes en competencia, como proteínas y otras células, que necesita filtrar eficazmente antes de poder detectar lo que está buscando. ", Dijo Brockgreitens." Sabemos que nuestra dirección es seguir mirando algunas de estas interacciones celulares y cómo hacer que todo este proceso sea automatizado o un proceso de un solo paso ".
