Imagineu un dia en què un pagès pugui parar-se en un camp, moure un dispositiu de mà sobre un tomàquet i detectar patògens immediatament, la qual cosa podria salvar vides i milers de milions de dòlars.
Potser aquell dia no estigui lluny, gràcies a la investigació que està duent a terme Estació experimental agrícola d'Alabama a la Universitat d'Auburn.
Com una de les 11 universitats a les quals va concedir subvencions Departament d'Agricultura dels EUA per dur a terme investigacions en nanotecnologia, els científics d'Auburn estan treballant per millorar el control dels patògens a tota la cadena de subministrament d'aliments mitjançant la creació d'un sistema fàcil d'utilitzar que pugui detectar múltiples patògens transmesos pels aliments de manera simultània, precisa, rendible i ràpida.
El secretari de l'USDA, Tom Vilsack, va anunciar recentment una inversió de més de 5.2 milions de dòlars a nivell nacional per donar suport a la investigació per millorar la seguretat alimentària, millorar els combustibles renovables, augmentar el rendiment dels cultius i gestionar les plagues agrícoles. Els premis es van fer a través del Iniciativa de recerca en agricultura i alimentació, el principal programa de beques competitius i revisats per parells del país per a ciències agrícoles fonamentals i aplicades.
La investigació d'Auburn és única perquè utilitza la nanotecnologia biològica més que no pas artificial per assolir els seus objectius, diu. Sang-Jin Suh, professor associat al Departament de Ciències Biològiques d'Auburn.
Suh també és membre de la Centre de detecció i seguretat alimentària de la Universitat Auburn, i atribueix al seu director, Bryan Chin, professor d'enginyeria de materials, el desenvolupament de la tecnologia de biosensor que és la base de la investigació.
"Aquesta és la innovació del doctor Chin, i va reclutar gent com jo, un genetista bacterià, per ajudar a combinar aquestes tecnologies en un biosensor basat en partícules que es pot utilitzar per detectar patògens alimentaris", diu Suh.
Es calcula que fins a 48 milions de nord-americans emmalalteixen anualment a causa de patògens i toxines transmesos pels aliments, la qual cosa suposa una càrrega econòmica de gairebé 80 milions de dòlars. Aquestes estimacions no tenen en compte els costos per a la indústria alimentària, inclosa la reducció de la confiança dels consumidors, les pèrdues de retirada o els litigis.
A mesura que els brots de patògens transmesos pels aliments i els records d'aliments contaminats s'han tornat més freqüents, s'ha fet evident que es necessiten millors sistemes de detecció de patògens per identificar els aliments contaminats abans que siguin consumits pel públic.
"Sempre que els aliments estan contaminats, normalment la FDA, els CDC o altres laboratoris triguen dies o setmanes a confirmar la presència de patògens", diu Suh. "La nostra tecnologia ho pot fer en menys de 10 minuts.
"Actualment, sempre que hi ha un brot de patògens transmesos per aliments, han d'agafar l'aliment contaminat i fer-ne créixer bacteris, cosa que requereix d'unes hores a uns quants dies. Després veuran si s'ajusta al patró d'un patogen sospitós. Aïllem les sondes específiques d'aquest patogen. Si s'uneix a la sonda, llavors sabem que el patogen particular està present".
A més del temps necessari per obtenir resultats, els sistemes actuals de detecció de patògens alimentaris requereixen instruments costosos i una àmplia formació per al personal.
"Els dos mètodes més populars per detectar patògens, a part del mètode de cultiu tradicional, requereixen una formació àmplia", diu Suh. “El nostre mètode requerirà una formació mínima. Ens imaginem que tots els agricultors tindran aquesta capacitat, les plantes de processament tindran aquesta capacitat i els botigues de queviures i els restaurants tindran aquesta capacitat. Fins i tot els consumidors podran utilitzar aquesta tecnologia".
El biosensor serà un monitor de mà que finalment detectarà la presència d'un patogen alimentari fins a 10 centímetres de distància del dispositiu.
"Això permetrà controls de seguretat dels aliments des de la granja fins a la taula", diu Suh. "El detector costaria menys de 500 dòlars i finalment podria estalviar milers de milions de dòlars i moltes vides".
Un objectiu de la investigació de Suh és desenvolupar un sistema que permeti la identificació simultània de múltiples patògens transmesos pels aliments en temps real, incloent Salmonella enterica, Escherichia coli i listeria monocytogenes.
“Ho hem fet anteriorment va demostrar l'eficàcia dels nostres biosensors per a la detecció precisa i ràpida de patògens individuals", diu Suh. “En aquest estudi, desenvoluparem un sistema múltiplex capaç de detectar la presència de diversos patògens bacterians comuns transmesos pels aliments.
"A mesura que millorem el nostre sistema en estudis futurs, es pot ampliar per incloure virus i toxines per convertir-se en un sistema integral de detecció de qualsevol patògen transmès per aliments per millorar la seguretat pública".
L'equip d'investigadors d'Auburn està col·laborant amb científics d'altres universitats per utilitzar aquesta tecnologia i esperem obtenir l'aprovació de la FDA per a un ús generalitzat en el futur.
- Paul Hollis, Universitat d'Auburn
Font: Auburn University College of Agriculture