Casi de repente, todo son noticias sobre un virus desconocido hasta hace unos meses. Un virus que nos obliga a muchos a estar en nuestras casas y a otros, a desempeñar un papel protagonista en circunstancias muy difíciles, en la lucha contra la enfermedad.
Las informaciones llueven desde todos los medios, sobre las características del microorganismo:
-Su comportamiento ante distintas condiciones climáticas, productos desinfectantes, resistencia en superficies, efectos en la salud de los pacientes…
Y sobre las características de la pandemia:
-periodos de incubación y de contagio, cifras de infectados, ingresados y muertos en hospitales, en las distintas comunidades autónomas, en los distintos países.
Leer esas noticias genera incertidumbre y miedo. Pero a la vez, es inevitable poner en modo on mi lado profesional y pienso: «vaya, de esto hablamos en clase el otro día» o «qué buen ejemplo esta situación real para explicar tal o cual concepto».
Así que intento aprovechar la actualidad para que el alumnado sea consciente de que la formación en química, microbiología o biotecnología, aunque en nuestro ciclo se aplique a la industria alimentaria, sirve para consolidar y ampliar los conocimientos científicos en general y para entender mejor situaciones a las que nos enfrentamos como sociedad, como esta crisis sanitaria.
Estos son los enlaces a algunas noticias con contenidos que hemos impartido en clase, hablando sobre metodologías de detección de muestras positivas en coronavirus: PCR y BIOSENSORES.
https://elpais.com/ciencia/2020-03-19/asi-funcionan-los-tests-del-coronavirus.html?ssm=TW_CM_MAT
Este segundo trimestre estudiamos métodos de análisis para controlar la calidad/seguridad de los alimentos basados en biotecnología. Uno de ellos es el llamado «Reacción en cadena de la polimerasa» conocida con las siglas PCR, con la que es posible identificar un gen a partir de un solo cabello, una célula somática o reproductiva, y que puede detectar agentes infecciosos (virus o bacterias) en muestras biológicas.
Por ello ha supuesto una revolución para las ciencias forenses y policiales, la arqueología y el estudio genético de fósiles, la medicina, la biología y la biotecnología en general ( por eso la estudiamos nosotros).
En seguridad alimentaria la PCR se utiliza para muchas cosas, pero resumiendo:
- Protege la salud de los consumidores: detecta microorganismos patógenos en muestras de alimentos o bien las toxinas que generan.
- Protege a los consumidores del fraude: identifica las especies que pueden parecer similares pero tienen distinto precio ( por ejemplo, en filetes congelados de pescado es fácil que nos den gato por liebre), o identifica el origen de distintos ingredientes en alimentos. ¿Recordáis el caso de las hamburguesas supuestamente de ternera que llevaban una parte de carne de caballo?. Pues esta técnica consiguió demostrarlo.
La técnica de la PCR está basada en realidad en el mecanismo de duplicación que el ADN tiene en cada una de las células de un ser vivo. Pero K. Mullis recibió el premio Nobel en 1993 por desarrollar esta técnica de clonación de ADN en un tubo de ensayo : replicarlo millones de veces en pocas horas, sin intervención de células, sólo con enzimas y las piezas que se ensamblan para crear el material genético ( los nucleótidos), in vitro, y con alto grado de pureza.
Con apenas unos nanogramos de ADN obtenidos de una muestra biológica de un paciente, por ejemplo de la mucosa faríngea ( en el caso del coronavirus el material genético es ARN pero la técnica consigue solventar ese inconveniente), en unas pocas horas ese material genético se multiplica exponencialmente y se puede comprobar si se corresponde con el del microorganismo buscado.
Pero en la siguiente noticia se habla de disponer de un método aún más rápido y de uso más sencillo: un biosensor.
Los biosensores son instrumentos analíticos que transforman procesos biológicos en señales de tipo eléctrico u óptico, que permiten su cuantificación. Tienen dos partes fundamentales:
-Un receptor de tipo biológico que puede ser un enzima/complejo enzimático, o material genético o un anticuerpo… de forma que suceda una reacción química o se forme un complejo entre el receptor y la sustancia que se quiere medir ( el analito).
-Y esa reacción o interacción debe poder medirse por la segunda parte fundamental implicada: el transductor. Éste detecta corrientes eléctricas, cambios en las propiedades de la luz, o cambios de temperatura que se producen si existe la presencia del analito en la muestra. El transductor interpreta la interacción biológica si ha tenido lugar y la traduce en un señal cuantificable.
En el caso de la industria alimentaria, el analito puede ser una bacteria o virus que cause enfermedad transmisible por alimentos ( Salmonella, Listeria, norovirus, etc), un metabolito que se produce en un proceso fermentativo y que interesa medir o cualquier agente químico o biológico potencialmente contaminante ( por ejemplo restos de plaguicidas o pesticidas).
Unos de los biosensores más conocido es el que mide la glucosa en la sangre. De hecho, fue el primero comercializado y sigue usándose en muchos hogares en los que hay personas con diabetes. Utiliza una enzima (receptor) que procesa moléculas de glucosa, liberando un electrón por cada molécula procesada. Dicho electrón es recogido en un electrodo (transductor) y el flujo de electrones sirve para cuantificar la concentración de glucosa.
El alcoholímetro utilizado por los agentes de tráfico para controlar si bebemos al volante también es un biosensor, basado en una reacción de transferencia de electrones ( redox) similar a la de la glucosa. Pero en este caso el protagonista de la reacción es el etanol que exhalamos si hemos ingerido una bebido alcohólica. Gracias a un enzima que va fijado en el biosensor dentro del dispositivo al que llega nuestro soplo de aire, el etanol sufre una oxidación, y los electrones que suelta también son cuantificados al llegar al detector del equipo.
Fuente de la imagen: http://justoginer.com/2015/09/25/tecnologia-con-mucha-quimica-del-canario-al-biosensor-de-glucosa/
Nota: El tema que habla de las reacciones de transferencia de electrones no suele gustar mucho a mi alumnado de análisis químico de alimentos, pero chic@s, ya veis que tiene su aplicación, dentro y fuera del laboratorio.
Los biosensores tienen muchas ventajas: pequeño tamaño, facilidad de uso por personal no especializado, rapidez para obtener el resultado y alta sensibilidad. También algunos inconvenientes, como la posible inestabilidad de los receptores biológicos, que van siendo solventados por los científicos a medida que van avanzando en las investigaciones.
En estos momentos de incertidumbre en los que el tiempo es oro, sería una noticia estupenda contar con un biosensor para este enemigo nuevo.
Artículo con la imagen de portada par más información: https://innovadores.larazon.es/es/como-funcionan-las-pruebas-de-secuenciacion-para-detectar-el-coronavirus/
