El doctor Luis Ramiro Caso Vargas, investigador de la Facultad de Ciencias Biológicas de la BUAP, genera biosensores de tipo óptico para detectar bacterias patógenas (Pseudomonas aeruginosa), con aplicación en entornos hospitalarios; así como de Brucella spp., que ocasiona brucelosis por el consumo de alimentos contaminados, principalmente lácteos. Asimismo, diseña biosensores para identificar aminas biógenas que pueden desencadenar intoxicaciones alimentarias.
Pseudomonas aeruginosa es una bacteria presente en hospitales (mobiliario, instrumentos quirúrgicos, catéteres e incluso en desinfectantes), capaz de causar infecciones severas en personas inmunodeprimidas. Su resistencia a los antibióticos y su arsenal de mecanismos defensivos la convierten en un organismo muy difícil de erradicar.
Para detectarla, Caso Vargas diseñó un biosensor con obleas de dióxido de silicio de 1 cm² — material usado en microprocesadores — cuya superficie fue modificada químicamente. De este modo, obtuvo un dispositivo con actividad biológica que inmoviliza anticuerpos como biorreceptores.
El proceso consta de:
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Una capa química adherida en fase gaseosa que modifica la superficie del silicio.
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Una segunda capa de crosslinkers, que actúan como puentes entre esa base y las biomoléculas.
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Fijación de la proteína estreptavidina, que se une a anticuerpos con biotina para reconocer la bacteria objetivo.
Para verificar el ensamblado de los biosensores se emplean técnicas avanzadas como espectroscopía de infrarrojo por transformadas de Fourier (FT-IR), microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía de fluorescencia para visualizar las bacterias presentes.
En este proyecto colabora la doctora Norma Elena Rojas Ruiz, del ICUAP, quien se especializa en el aislamiento de microorganismos en ambientes diversos.
Otra estrategia para detectar P. aeruginosa es un biosensor basado en nanopartículas de oro fluorescentes. Este sistema es incluso más pequeño que la bacteria misma. En lugar del silicio, se usan nanoesferas de oro a las que se les adhieren anticuerpos específicos, permitiendo su uso en líquidos o dentro de tuberías. La presencia bacteriana se detecta mediante la intensidad de la fluorescencia.
Este enfoque se desarrolla en colaboración con la doctora Leslie Arcila Lozano, Investigadora por México comisionada al Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada del IPN.
Para la detección de Brucella spp., Caso Vargas emplea soportes similares de dióxido de silicio, modificando únicamente el crosslinker y el anticuerpo. En este proyecto participan los doctores Edith Chávez Bravo y Efraín Rubio Rosas del DITCo.
En el caso de las aminas biógenas, se utiliza la enzima diamina oxidasa como agente inmovilizado, que reconoce estas moléculas en alimentos. Se probó en quesos añejo, azul, gouda, así como en salmón y tilapia. El reconocimiento se observa por cambio de color en la muestra: cuanto más oscura, mayor contaminación.
También se desarrollan sensores electroquímicos basados en “polímeros con huella molecular” para detectar histamina, la amina biógena más activa, en colaboración con Walter Torres Hernández y Harold Díaz Segura.
