Avances en la detección rápida de patógenos en alimentos mediante biosensores

Asegurar la inocuidad alimentaria es una prioridad para el sector alimentario. Los métodos analíticos son fundamentales para garantizar la ausencia de potenciales peligros para los consumidores. Listeria monocytogenes es una de las bacterias que centra los mayores esfuerzos de la industria. En Ainia estamos trabajando en el desarrollo para una solución para la detección de Listeria que supere las limitaciones de los métodos analíticos convencionales. Te lo contamos.

Las enfermedades de transmisión alimentaria tienen un impacto enorme en la salud de la población y en la economía de los países: 600 millones de casos de enfermedades, 420.000 muertes y más de 95.000 millones de dólares en pérdida de productividad anualmente, según estimaciones de la Organización de las Naciones Unidas. Así pues, asegurar la inocuidad alimentaria es una prioridad para el sector alimentario en general y para los operadores en particular. En este sentido, los métodos analíticos son fundamentales para garantizar la ausencia de potenciales peligros para los consumidores –tales como determinados virus, bacterias y compuestos químicos– en el menor tiempo posible, especialmente en el caso de los alimentos de corta vida útil.

Se trata de la especie del género Listeria causante de la listeriosis en los seres humanos y en los animales. Esta infección es poco frecuente, pero presenta altas tasas de hospitalización y letalidad. La principal vía de transmisión de esta enfermedad es el consumo de alimentos o piensos contaminados.

La bacteria puede encontrarse naturalmente en algunos productos frescos y también puede llegar a otros alimentos mínimamente procesados a través de una contaminación cruzada. Este fenómeno se produce debido a que L. monocytogenes, una vez ha entrado en una instalación alimentaria, puede crecer en condiciones adversas (temperaturas de refrigeración) y en diversas zonas (suelo, sumideros y superficies en contacto con los alimentos) desde las que es capaz de pasar a los alimentos.

Con el objetivo de ofrecer soluciones a la industria que permitan reducir los tiempos de espera de los resultados de los análisis, tanto de L. monocytogenes como de otros contaminantes químicos o microbiológicos, Ainia lleva trabajando más de 10 años en la tecnología de biosensores.

Los biosensores son dispositivos que utilizan enzimas, anticuerpos, tejidos o células aislados para detectar compuestos químicos generalmente por medio de señales eléctricas, térmicas u ópticas. Algunos ejemplos de aplicaciones relacionadas con el control de la calidad y la inocuidad en la industria agroalimentaria serían: el control de procesos (p. ej., fermentación o pasteurización) y el análisis de la composición (p. ej., porcentaje de alcohol o azúcares), de la vida útil (p. ej., aminas biógenas) o de la contaminación (p. ej., plaguicidas o microbios).

Cabe destacar la participación de Ainia en diversos consorcios nacionales y europeos para el desarrollo de inmunosensores (o biosensores inmunológicos) ópticos para diferentes aplicaciones, tales como la detección de plaguicidas en cítricos (SABIO) y la detección de L.monocytogenes en muestras ambientales (BIOLISME). En ambos casos, los métodos analíticos convencionales –cromatográficos o basados en cultivos o ensayos inmunológicos–, requieren de equipamiento y personal cualificado capaz, bien de realizar ensayos laboriosos, bien de manejar instrumentación sofisticada. Las principales ventajas que ofrecen los inmunosensores ópticos son su elevada sensibilidad, especificidad y rapidez.

Recientemente, desde Ainia hemos apostado por la tecnología de microbalanza de cristal de cuarzo con medida de la disipación (QCM-D, por sus siglas en inglés) de la empresa valenciana Advanced Wave Sensors (AWSensors) para abordar la detección de contaminantes en alimentos.

La tecnología QCM-D está basada en el uso de un resonador piezoeléctrico como un sensor para el estudio de interacciones en su superficie. Entre las ventajas que ofrecen estos instrumentos, cabe destacar su capacidad para proporcionar información –en condiciones de flujo, sin necesidad de marcadores y en tiempo real– sobre la adhesión de moléculas con una elevada sensibilidad (del orden de los nanogramos), así como sus propiedades elásticas y topología.

Estos trabajos forman parte de la línea de I+D en biosensores para la detección rápida de patógenos que Ainia está desarrollando en el marco del programa PROMECE 2021 financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE).