{"id":53575,"date":"2019-10-27T09:11:37","date_gmt":"2019-10-27T09:11:37","guid":{"rendered":"http:\/\/www.alj.com\/perspective\/j-wafs-in-action-combating-food-contamination\/"},"modified":"2020-05-19T12:11:34","modified_gmt":"2020-05-19T12:11:34","slug":"j-wafs-in-action-combating-food-contamination","status":"publish","type":"perspective","link":"https:\/\/alj.com\/es\/perspective\/j-wafs-in-action-combating-food-contamination\/","title":{"rendered":"J-WAFS en acci\u00f3n: combatiendo la contaminaci\u00f3n alimentaria"},"content":{"rendered":"

Tim Swager<\/a>, profesor John D. MacArthur de Qu\u00edmica en el ITM, y sus compa\u00f1eros de trabajo han desarrollado una nueva forma de poner una tecnolog\u00eda de detecci\u00f3n de seguridad alimentaria r\u00e1pida, sencilla y asequible a disposici\u00f3n de la industria y a los consumidores.<\/p>\n

Su investigaci\u00f3n, financiada por el Laboratorio de Sistemas de Agua y Alimentos de Abdul Latif Jameel (J-WAFS<\/a>), se basa en unas gotitas especializadas, llamadas emulsiones Janus, que pueden detectar la contaminaci\u00f3n bacteriana en los alimentos.<\/p>\n

Perspectivas<\/a> de Abdul Latif Jameel ha hablado con el profesor Swager para conocer el proyecto y su posible impacto en la seguridad alimentaria global.<\/p>\n

P: \u00bfCu\u00e1l es el mayor problema que pretenden abordar mediante esta investigaci\u00f3n?<\/strong><\/p>\n

\"Micrograf\u00eda
Micrograf\u00eda electr\u00f3nica de una Escherichia coli<\/span>
\n(\u00a9 Janice Harvey Carr, Center for Disease Control)<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

TS: <\/em>La raz\u00f3n por la que se retiran tantos productos, especialmente en EE.\u00a0UU., es que no tenemos capacidad para realizar pruebas de organismos pat\u00f3genos, como listeria, campylobacter o E.\u00a0coli, con suficiente sensibilidad y velocidad antes de que los productos tengan que distribuirse a las tiendas.<\/p>\n

Tienen una vida \u00fatil limitada y, a menudo, deben almacenarse a una temperatura reducida, as\u00ed que interrumpir ese proceso es costoso.<\/p>\n

En el mercado ya hay numerosas tecnolog\u00edas de detecci\u00f3n de la seguridad alimentaria, pero si tenemos en cuenta lo frecuentes que son las retiradas de alimentos debido a los pat\u00f3genos, est\u00e1 claro que este problema a\u00fan no se ha resuelto.<\/p>\n

Mi idea siempre ha sido que, si pretendemos detectar organismos o procesos biol\u00f3gicos, lo mejor ser\u00eda poder hacerlo de una manera que imite estrechamente su entorno nativo. Eso es lo que nos hemos propuesto.<\/p>\n

P: \u00bfPuede explicar c\u00f3mo funciona su tecnolog\u00eda?<\/strong><\/p>\n

Trabajamos con coloides l\u00edquidos complejos. Se producen dispersando peque\u00f1as gotitas que contienen dos aceites diferentes en agua. Luego, ensamblamos elementos de reconocimiento biomolecular en la superficie que act\u00faan como \u201ccebo\u201d para pat\u00f3genos u otros organismos. Utilizamos estos coloides l\u00edquidos complejos, que tambi\u00e9n llamamos simplemente \u201cgotitas\u201d, para unirlos a los pat\u00f3genos y utilizar sus organizaciones relativas para la detecci\u00f3n.<\/p>\n

Hemos utilizado gotitas l\u00edquidas que tienen cantidades iguales de los dos aceites inmiscibles en una estructura que denominamos \u201cPerfecta emulsi\u00f3n de Janus\u201d, en la que hay dos hemisferios de igual tama\u00f1o. Los aceites que constituyen los hemisferios tienen diferentes densidades, que afectan a la forma en que se alinean, con el aceite m\u00e1s pesado en la parte inferior. Sin embargo, al igual que las pantallas de privacidad de los port\u00e1tiles, estas gotitas solo transmiten im\u00e1genes cuando se ven de frente con respecto a su alineaci\u00f3n. Esto se debe a que, despu\u00e9s de todo, son lentes l\u00edquidas.<\/p>\n

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Las gotitas de la emulsi\u00f3n de Janus se capturan en el proceso de cambio de forma en respuesta a la presencia de contaminaci\u00f3n por un pat\u00f3geno alimentario en el laboratorio. Eso se puede ver a simple vista y con un sensor port\u00e1til en desarrollo, el cual puede cuantificar la presencia y la cantidad de contaminaci\u00f3n bacteriana en la comida. (Cr\u00e9dito de la fotograf\u00eda: \u00a9 The Swager Group, ITM)<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Lo que hace que estas microlentes l\u00edquidas sean particularmente \u00fanicas es su capacidad para unirse a prote\u00ednas bacterianas espec\u00edficas. Sus propiedades de uni\u00f3n les permiten adoptar diferentes orientaciones cuando se unen a bacterias o prote\u00ednas particulares. Estos procesos de uni\u00f3n hacen que se inclinen y alteran la orientaci\u00f3n de la \u201cpantalla de privacidad\u201d.<\/p>\n

El resultado es que, en lugar de transmitir una imagen, se vuelven opacas.<\/p>\n

Este efecto macrosc\u00f3pico puede utilizarse con un tel\u00e9fono inteligente y provocar que una imagen visualizada a trav\u00e9s de una capa de gotitas sea irreconocible.<\/p>\n

Como alternativa, estas gotitas Janus perfectas inclinadas<\/em> pueden contarse mediante an\u00e1lisis de im\u00e1genes. Este m\u00e9todo puede medir con precisi\u00f3n el n\u00famero de bacterias o la concentraci\u00f3n de la prote\u00edna presente.<\/p>\n

P: \u00bfPor qu\u00e9 es tan revolucionaria esta tecnolog\u00eda para la industria de pruebas de seguridad alimentaria?<\/strong><\/p>\n

TS:<\/em> Para comprobar eficazmente la contaminaci\u00f3n alimentaria basada en pat\u00f3genos se deben realizar pruebas lo m\u00e1s frecuentemente posible.<\/p>\n

Si se prueba solo una de cada 50\u00a0000\u00a0unidades se pasar\u00e1n por alto muchos casos de contaminaci\u00f3n. Para hacer pruebas con mayor frecuencia es necesario que sean r\u00e1pidas, idealmente de una o dos horas, y eso es lo que hemos producido.<\/p>\n

Existe un gran mercado ya establecido y la tecnolog\u00eda actual es inadecuada en t\u00e9rminos de velocidad, sensibilidad y coste. Nuestro m\u00e9todo mejora significativamente la tecnolog\u00eda existente y es posible que nos permita ocupar una gran secci\u00f3n de ese mercado en los pr\u00f3ximos a\u00f1os.<\/p>\n

Por el momento, nuestra empresa emergente Xibus Systems<\/a> est\u00e1 desarrollando protocolos para pruebas de campo. Nuestro objetivo es proporcionar un sistema que permita a los usuarios finales operar como de costumbre. Nos esforzamos para hacer que sea sencillo, r\u00e1pido, robusto, que requiera una formaci\u00f3n m\u00ednima y que no interrumpa las estructuras ni los procesos operativos actuales.<\/p>\n

P: \u00bfSe est\u00e1 mostrando la industria receptiva a sus ideas?<\/strong><\/p>\n

TS:<\/em> Los productores de alimentos est\u00e1n muy abiertos a las nuevas tecnolog\u00edas. Pero esto incluye el hecho de que ser\u00e1 muy competitivo mantener a los clientes abiertos a la siguiente, m\u00e1s reciente y mejor tecnolog\u00eda. Tienes que desarrollar e innovar continuamente, de lo contrario te quedas atr\u00e1s. Por lo tanto, se trata de un mercado muy din\u00e1mico, pero es un \u00e1rea en la que creemos que podemos competir y, posiblemente, dominar. Tenemos que crear un producto superior y, una vez estemos en el mercado, nuestro trabajo es seguir innovando para mantenernos por delante de la competencia.<\/p>\n

P: \u00bfD\u00f3nde m\u00e1s podr\u00eda aplicarse su tecnolog\u00eda?<\/strong><\/p>\n

TS:<\/em> Una de las \u00e1reas m\u00e1s obvias es la detecci\u00f3n de \u201corganismos deteriorados\u201d. El deterioro causa grandes p\u00e9rdidas a los productores de alimentos, por lo que detectar los organismos deteriorados en un producto de forma r\u00e1pida y eficaz proporcionar\u00eda beneficios considerables.<\/p>\n

Tambi\u00e9n podr\u00eda utilizarse para comprobar la contaminaci\u00f3n de los equipos de procesamiento de alimentos. Nuestra tecnolog\u00eda permite a los productores tomar muestras de piezas de los equipos para asegurarse de que se han limpiado correctamente. Por ejemplo, si est\u00e1s haciendo salchichas en una instalaci\u00f3n grande y, tras limpiar el equipo, quieres asegurarte de que todo est\u00e1 limpio y listo para usarse lo antes posible. Podemos ayudar a mantener el equipo operativo y a garantizar la seguridad de los alimentos que se est\u00e9n procesando.<\/p>\n

P: \u00bfD\u00f3nde ve esta tecnolog\u00eda en t\u00e9rminos de desarrollo futuro?<\/strong><\/p>\n

TS:<\/em> El equipo que utilizamos actualmente, la primera generaci\u00f3n, tiene el tama\u00f1o de una caja de zapatos. Con el tiempo, esperamos que sea tan peque\u00f1o como un smartphone. De hecho, para algunas de nuestras aplicaciones, el lector podr\u00eda ser<\/em> un smartphone comercial. Por ejemplo, con concentraciones m\u00e1s altas de organismos pat\u00f3genos, podr\u00eda cuantificarlos mediante una fotograf\u00eda tomada con un smartphone utilizando una lente de aumento est\u00e1ndar. Asimismo, podr\u00eda comprobar el recuento bacteriano en un arroyo y ver inmediatamente si es seguro para el ganado.<\/p>\n

Esta tecnolog\u00eda tambi\u00e9n es aplicable a la atenci\u00f3n sanitaria. Podr\u00eda indicarle si padece gripe o SIDA. Ya hemos creado una prueba para el virus Zika mediante el reconocimiento de un biomarcador de prote\u00ednas. Puede detectar otros virus o prote\u00ednas asociadas a diferentes enfermedades, como anomal\u00edas relacionadas con el intestino en su sistema digestivo. Prevemos producir pruebas que se pueden realizar en su propio hogar a trav\u00e9s de un smartphone y una aplicaci\u00f3n de software.<\/p>\n

Para los usuarios comerciales, tambi\u00e9n produciremos una plataforma asequible dise\u00f1ada para sentarse en banco y permitirle analizar cientos de muestras de muestras simult\u00e1neamente. Esta capacidad ser\u00e1 importante si opera una instalaci\u00f3n de producci\u00f3n a gran escala y necesita una alta eficiencia.<\/p>\n

P: \u00bfCu\u00e1les son sus posibles aplicaciones en pa\u00edses menos desarrollados?<\/strong><\/p>\n

TS:<\/em> Nuestros m\u00e9todos son lo suficientemente sencillos como para que puedan ocasionar grandes beneficios en los pa\u00edses menos desarrollados. Se pueden aplicar al agua potable y a todo tipo de alimentos. Por ejemplo, las met\u00e1stasis en las vacas son un gran problema para los productores de leche en todo el mundo. Se pueden extender r\u00e1pidamente por reba\u00f1os enteros.<\/p>\n

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Por ejemplo, en la India<\/a> es habitual que la leche de una serie de reba\u00f1os distintos de una misma regi\u00f3n se combine en un \u00fanico punto de almacenamiento central. Si un reba\u00f1o tiene met\u00e1stasis se contamina todo el lote. Nuestra tecnolog\u00eda podr\u00eda identificar las met\u00e1stasis en un reba\u00f1o afectado antes de que se contamine la leche en buen estado.<\/p>\n

Lo esencial es que tiene que ser muy sencillo, ya que ser\u00e1n los propios ganaderos quienes har\u00e1n esta prueba. Tambi\u00e9n tiene que ser reproducible, incluso cuando se lleve a cabo por personas que no prestan atenci\u00f3n a los detalles de la forma en que lo har\u00eda un cient\u00edfico profesional.<\/p>\n

P: \u00bfQu\u00e9 importancia ha tenido el programa J-WAFS para el desarrollo exitoso de esta tecnolog\u00eda?<\/strong><\/p>\n

\"\"TS:<\/em> Nuestra participaci\u00f3n en el programa J-WAFS Solutions ha sido vital. Nos ha proporcionado un puente entre el mundo acad\u00e9mico y el mundo empresarial y nos ha permitido realizar un trabajo m\u00e1s detallado para crear una aplicaci\u00f3n utilizable.<\/p>\n

La financiaci\u00f3n de J-WAFS Solutions nos permiti\u00f3 realizar una trabajo de campo sobre las bacterias de Salmonella en directo y en condiciones reales, en colaboraci\u00f3n con el Departamento de Agricultura de EE. UU.<\/p>\n

Tomamos nuestro espectr\u00f3metro port\u00e1til y gotitas a sus instalaciones en Pensilvania, y funcion\u00f3 por primera vez. Esta demostraci\u00f3n dej\u00f3 constancia de que los ensayos funcionaban en el mundo real. Estos no son el tipo de estudios que se realizar\u00edan con una t\u00edpica beca de investigaci\u00f3n gubernamental. En consecuencia, estos estudios patrocinados por J-WAFS nos dieron a m\u00ed y a mi equipo la confianza para buscar la comercializaci\u00f3n y crear la empresa Xibus Systems.<\/p>\n

P: \u00bfQu\u00e9 viene a continuaci\u00f3n?<\/strong><\/p>\n

TS: <\/em>Es muy probable que hayamos completado al menos una prueba de campo de un cliente para finales de a\u00f1o. Llevaremos a cabo demostraciones con clientes potenciales de forma continua y trataremos de a\u00f1adir clientes adicionales en diferentes subespacios a principios del pr\u00f3ximo a\u00f1o.<\/p>\n

Cuando hayamos obtenido una cantidad de clientes significativa, deber\u00edamos poder empezar a aumentar la escala de la producci\u00f3n de gotitas. Sin embargo, como empleamos cantidades tan peque\u00f1as para cada prueba, estos procesos de ampliaci\u00f3n se llevar\u00e1n a cabo en un laboratorio est\u00e1ndar y no requerir\u00e1n una inversi\u00f3n de capital importante.<\/p>\n

Tenemos unos inversores iniciales muy buenos y nuestra financiaci\u00f3n se agotar\u00e1 a finales de la primavera. Por lo tanto, tenemos que establecer que disponemos de clientes para superar de forma \u00f3ptima la siguiente ronda de financiaci\u00f3n. \u00a1Esta es la realidad de una empresa emergente! Hay ciertos puntos de inflexi\u00f3n en los que tienes que demostrar tu capacidad y, por tanto, crear valor para atraer financiaci\u00f3n adicional.<\/p>\n

Creo que vamos por buen camino.<\/p>\n