Puebla, Pue. — En un esfuerzo por fortalecer la seguridad alimentaria y hospitalaria, el doctor Luis Ramiro Caso Vargas, investigador de la Facultad de Ciencias Biológicas de la BUAP, desarrolla innovadores biosensores ópticos capaces de detectar bacterias patógenas y toxinas que pueden poner en riesgo la salud humana.
Entre los avances más destacados de su trabajo se encuentran dispositivos que permiten identificar a Pseudomonas aeruginosa, bacteria de alta resistencia a los antibióticos presente en entornos hospitalarios, así como a Brucella spp., causante de la brucelosis transmitida por alimentos contaminados, principalmente lácteos. Además, ha diseñado biosensores para detectar aminas biógenas, compuestos que pueden provocar intoxicaciones alimentarias.
Tecnología biomolecular para la detección precisa
Para el caso de Pseudomonas aeruginosa, el investigador diseñó un biosensor basado en obleas de dióxido de silicio de un centímetro cuadrado, similares a las utilizadas en la fabricación de microprocesadores. Mediante procesos químicos, modificó la superficie del material para dotarlo de actividad biológica y permitir la inmovilización de anticuerpos específicos que reconocen a la bacteria objetivo.
El ensamblaje del biosensor se logra gracias al uso de compuestos químicos adherentes y moléculas puente llamadas crosslinkers, sobre las cuales se fija la proteína estreptavidina, encargada de unirse a los anticuerpos modificados con biotina. Este proceso convierte al dispositivo en un detector biológico altamente selectivo.
La verificación de su funcionamiento se realiza mediante espectroscopía de infrarrojo por transformadas de Fourier (FT-IR), microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía de fluorescencia, técnicas que permiten confirmar la correcta unión molecular y la presencia de bacterias. En este proyecto colabora la doctora Norma Elena Rojas Ruiz, del Instituto de Ciencias (ICUAP).
Nanopartículas de oro: la nueva frontera
El doctor Caso Vargas también desarrolla una versión a escala nanométrica de estos biosensores, empleando nanoesferas de oro fluorescentes. “Este sistema es mucho más pequeño, incluso que la bacteria”, explicó.
En lugar de estar fijas sobre una superficie, estas nanoesferas se mantienen en solución, lo que permite detectar microorganismos en líquidos o en el interior de tuberías, a través de la intensidad de la fluorescencia emitida cuando atrapan a la bacteria.
Este trabajo se desarrolla en colaboración con la doctora Leslie Arcila Lozano, Investigadora por México comisionada al Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada del IPN.
Hacia alimentos más seguros
Otra línea de investigación se enfoca en la detección de aminas biógenas, sustancias generadas por bacterias durante la descomposición de alimentos y que pueden causar intoxicaciones. Para ello, el académico diseñó biosensores que incorporan la enzima Diamina Oxidasa, capaz de reconocer estas moléculas en productos como queso, salmón y tilapia.
Durante las pruebas de laboratorio, el dispositivo demostró eficacia al generar cambios de color en muestras contaminadas: “Entre más clara la muestra, menos toxinas; entre más oscura, más contaminación”, detalló el investigador, miembro del Sistema Nacional de Investigadoras e Investigadores.
Asimismo, desarrolla sensores electroquímicos mediante la técnica de polímeros con huella molecular para identificar histamina, la amina biógena más potente. En esta vertiente colabora con los doctores Walter Torres Hernández, de la Universidad del Valle (Colombia), y Harold Díaz Segura, quien realizó una estancia de investigación en su laboratorio.
Ciencia aplicada con impacto social
El trabajo del doctor Luis Ramiro Caso Vargas, integrante del Cuerpo Académico “Biotecnología Ambiental”, representa una contribución significativa en el desarrollo de tecnologías limpias y sostenibles que pueden aplicarse tanto en la industria alimentaria como en el ámbito hospitalario.
Su objetivo: diseñar herramientas biotecnológicas que detecten oportunamente bacterias y toxinas, previniendo riesgos a la salud y mejorando los estándares de calidad e inocuidad de los alimentos.
