Una nueva y novedosa prueba para bacterias en líquidos hace que confirmar la presencia de patógenos que causan enfermedades sea tan fácil como observar cambios de color, lo que promete pruebas de diagnóstico mucho más simples y una mayor seguridad alimentaria.
Ingenieros y bioquímicos de la Universidad McMaster han combinado su experiencia para hacer posible que usuarios no capacitados utilicen una prueba de biogel para confirmar la contaminación en líquidos que contienen E. Cambia de color en presencia de bacterias como coli, listeria y otros objetivos de prueba frecuentes.
Utiliza bacteriófagos inocuos en geles para identificar bacterias objetivo en muestras líquidas como agua de lago, orina o recipientes de leche, incluso en concentraciones bajas.
Los bacteriófagos son las formas de vida más comunes en la Tierra. Cada forma de bacteriófago está especializada en destruir un tipo de bacteria.
En la prueba, los fagos, como se les llama informalmente, encuentran y atacan a las bacterias objetivo en una muestra, lo que hace que las bacterias liberen cantidades microscópicas de material intracelular que la prueba puede leer, lo que desencadena un cambio de color que es fácilmente visible. Si la muestra del ojo es clara, el color sigue siendo el mismo.
El nuevo proceso tarda unas pocas horas y produce resultados mucho más rápido que los cultivos de laboratorio, que pueden tardar dos días en producir resultados.
“Hemos estado utilizando el poder destructivo de los fagos para matar bacterias y resolver infecciones durante años”, dijo Zeinab Hosseinidoustost, profesora asociada de ingeniería biomédica y química que ocupa la Cátedra de Investigación de Canadá en Bioingeniería de Bacteriófagos. “Aquí estamos canalizando ese poder de una manera diferente. Debido a que los fagos pueden hacer explotar las bacterias, pueden darnos acceso rápido a los componentes biológicos de esas bacterias que utilizamos para asegurar su presencia”.
El experimento se describe en un nuevo artículo publicado en la revista. Materiales avanzadosEs la última de una serie de tecnologías desarrolladas por el grupo, todas ellas destinadas a poner tecnología sencilla al alcance de fabricantes, minoristas, consumidores y profesionales médicos.
“Ahora tenemos una herramienta que se puede utilizar en muestras de alimentos, muestras ambientales y muestras clínicas”, dijo el coautor Tohid Didar, profesor asociado de ingeniería mecánica y biomédica que ocupa la Cátedra de Investigación de Canadá en Nano-Biomateriales. “Hoy en día, las personas que sospechan que pueden tener una infección del tracto urinario deben visitar a un médico y, a veces, esperar días para obtener los resultados. Esta tecnología hará que sea muy fácil para las personas hacerse pruebas en casa y obtener resultados en cuestión de horas”.
El trabajo anterior del grupo incluye el desarrollo de una biblioteca de pruebas portátil para comparar fagos con infecciones resistentes a los antibióticos que de otro modo serían intratables, una prueba de contaminación para su inclusión en envases de alimentos y un sistema de almacenamiento de temperatura estable para vacunas vivas.
El grupo validó su nuevo concepto de prueba utilizando muestras de orina de pacientes de Hamilton Health Sciences y, en todos los casos, los resultados de las pruebas experimentales produjeron los mismos resultados que las pruebas de laboratorio tradicionales. E. en muestras de agua de lagos. La prueba funcionó correctamente para detectar coli.
La nueva prueba se puede adaptar a cualquier bacteria utilizando bacteriófagos y sondas de ADN que se dirigen específicamente a microbios como Listeria y Salmonella.
“Los fagos pueden llamar a todas las puertas biológicas, pero sólo entrarán en los lugares para los que están programados”, dijo Carlos Filipe, profesor de ingeniería química y autor principal del artículo. “Esa especificidad es una gran ventaja para una detección rápida y precisa, incluso a niveles bajos”.
Según los investigadores, tales pruebas podrían proporcionar una detección temprana y precisa de la reciente contaminación por listeria de la leche de origen vegetal que mató a dos personas, enfermó a 10 y provocó un retiro generalizado en Canadá.
“Esta tecnología podría ser útil para limitar rápidamente los brotes”, dijo el coautor Akansha Prasad, académico de Vanier y estudiante de doctorado en ingeniería biomédica. “Si tiene algo en su refrigerador que le preocupa, esta prueba puede indicarle si es seguro usarlo”.
Las pruebas de contaminación en fluidos complejos como leche, sangre u orina son especialmente desafiantes, lo que hace que alternativas simples y confiables como la nueva prueba sean muy útiles, dicen los investigadores, que esperan trabajar con socios comerciales para llevar la tecnología al mercado.
“Una vez que obtengamos las aprobaciones y asociaciones adecuadas para llevar esta prueba al mercado, podría ser muy útil en muchos entornos”, afirmó la autora principal del artículo, Hannah Mann, estudiante de doctorado en ingeniería química y bioingeniería. “Por ejemplo, alrededor del 12 por ciento de los canadienses no tienen acceso a agua corriente municipal, y eso puede brindarles mucha tranquilidad”.
Otros autores del artículo son Yingfu Li, Shadman Khan, Feresheteh Bayat, Jimmy Gu y Kyle Jackson.