Un nuevo biosensor español detecta patógenos en una hora usando cristales líquidos

Un equipo de investigadores del INMA, instituto mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Zaragoza, ha desarrollado un nuevo tipo de biosensor capaz de detectar patógenos de forma rápida y sencilla utilizando cristales líquidos, unos materiales muy conocidos por su uso en pantallas, pero con propiedades sorprendentes más allá de la electrónica.

El estudio ha sido publicado en la prestigiosa revista Journal of the American Chemical Society, una de las publicaciones científicas de mayor impacto internacional en Química.

La investigación ha estado liderada por el investigador Alberto Concellón Allueva, con la participación del investigador predoctoral Mauricio Vera Arévalo, ambos de la Universidad de Zaragoza e integrantes del grupo CLIP (Cristales Líquidos y Polímeros) del INMA.

Las enfermedades transmitidas por alimentos siguen siendo un problema importante de salud pública. Bacterias como la Salmonella o la Listeria, que pueden encontrarse en carne, aves, frutas o verduras, causan miles de infecciones cada año. Detectarlas a tiempo es clave para evitar brotes, pero los métodos actuales suelen ser lentos, complejos y requieren varios días de incubación en el laboratorio.

El sistema de detección

La clave de este nuevo avance está en el sistema de detección que se ha desarrollado para dar con los patógenos y que está basado en los cristales líquidos, materiales extremadamente sensibles a lo que ocurre en su interfase con el agua.

Para comprender el hallazgo hay que saber primero que cuando estos entran en contacto con determinadas moléculas o microorganismos, su organización interna cambia. Hasta ahora, estos cambios solo podían observarse con microscopios especiales y personal experto, lo que dificultaba su uso fuera del laboratorio. Sin embargo, el trabajo publicado en el Journal of the American Chemical Society propone una alternativa: convertir los cambios en el orden molecular del cristal líquido en señales de luz fluorescentes directamente cuantificables y, por tanto, fáciles de medir.

Para ello, los investigadores del grupo CLIP han creado pequeñas gotas de cristal líquido diseñadas para reconocer específicamente a un patógeno. Cuando la bacteria está presente, altera la estructura del cristal líquido y hace que la gota "se encienda" o "se apague" en fluorescencia, un efecto que puede medirse con dispositivos portátiles y compactos, como espectrofotómetros portátiles.

Gracias a este sistema, es posible detectar bacterias como Salmonella en aproximadamente una hora y con una sensibilidad muy alta, incluso cuando hay muy pocas células presentes. Además, el método es fiable, incluso en condiciones experimentales variables. Este avance abre la puerta a tests rápidos, portátiles y fáciles de usar, que podrían emplearse en plantas de procesado de alimentos, controles de calidad e incluso en el ámbito doméstico en el futuro.