Detectar en carnes, vegetales o frutas las bacterias Escherichia coli y Salmonella Typhi –causantes de dolor de estómago o enfermedades en los riñones o en el torrente sanguíneo– es un proceso costoso y lento en países como Colombia, e incluso en Estados Unidos. Combinando los virus llamados fagos (que infectan bacterias) con proteínas que producen luz (bioluminiscencia), un biólogo de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) identificó estas cepas patógenas en carne molida. El método es económico, rápido y más preciso, y ayudaría a reconocerlas antes de que generen brotes epidémicos.
Piense en un agente infiltrado que entra en una zona peligrosa con criminales y otros riesgos, y vive allí hasta que estas personas asumen que él forma parte de ellos, empiezan a tenerle confianza y le cuentan sus secretos. Esta metáfora ejemplifica lo que hacen los fagos, virus presentes en la naturaleza que solo infectan a unas cepas específicas de algunas bacterias y luego se replican en ellas y se apropian de su funcionamiento, ocultándose en el ADN.
Las cepas de una bacteria pueden estar muy emparentadas evolutivamente, pero su potencial para causar enfermedades puede variar; por ejemplo E. coli O157:H7 es una cepa de E. coli que cada año causa en Estados Unidos más de 175.000 casos de enfermedad por alimentos, pues produce una toxina llamada Shiga, relacionada con algunos malestares como gastroenteritis enterohemorrágica, síndrome urémico hemolítico, insuficiencia renal, e incluso la muerte.
El biólogo de la UNAL Gabriel Santiago Galeano, guiado por el profesor Bruce Applegate, de la Universidad Purdue (Estados Unidos), trabajó en un método que, gracias a la acción de los fagos y de genes que producen luz, reduce de varios días a unas cuantas horas los tiempos de identificación de este patógeno.
La clave está en el gen NLuc, que se modifica en laboratorio a partir de uno proveniente del camarón Oplophorus gracilirostris, que vive en lo profundo de los mares y puede emitir bastante luz. Al entrar en la cepa de E. coli, el fago modificado hace que este empiece a producir luz y sea fácil de detectar y concentrar; el mismo proceso funciona con diferentes fagos para Salmonella Typhy.
Para el estudio, a 975 mililitros (ml) de medio líquido se le añadieron 1.730 pfu/ml (número de unidades formadoras de placas por volumen) del fago modificado, y en 9 horas se pudieron detectar 2 células de E. coli O157:H7, gracias a la cuantificación de la luz producida por esta cepa; además, en unas 15 horas se encontraron entre 2 y 3 células en 325 g de carne molida. Así mismo, en otro experimento, en solo 2 horas y con la misma concentración del fago, se identificaron cerca de 30.000 células de E. coli 0157:H7, resultados que evidencian que el enfoque es factible, rápido, eficaz y económico.
“Los métodos tradicionales no garantizan la identificación, ya que pueden arrojar falsos positivos o negativos. En Colombia estos recaen especialmente en el ‘enriquecimiento’, un proceso mediante el cual se hace crecer la bacteria en un medio de cultivo que le brinda el ambiente perfecto, y luego se somete a una prueba de reacción en cadena de polimerasa (PCR) que examina la presencia de algunos genes de la bacteria, pero esto tiene limitantes”.
“Aquí todavía no tenemos la capacidad suficiente para detectar estos patógenos antes de que generen brotes epidémicos, y la entidad que controla estas infecciones –cuyas normativas muchas veces se basan en las regulaciones del Servicio de Seguridad e Inspección Alimentaria, una agencia del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos– debe contemplar que no somos capaces de seguirle el ritmo a este problema de salud pública y abrirse al estudio de estas nuevas herramientas”, explica el biólogo.
La reglamentación estadounidense tiene un régimen de cero tolerancia para cepas como E. coli O157:H7, por lo que una sola célula encontrada en una muestra 325 g de algún producto alimenticio es suficiente para vetarlo temporalmente del mercado por su alto riesgo. Sin embargo, alcanzar este nivel de precisión en la detección no es sencillo, ya que los métodos convencionales como PCR y otros no son lo suficientemente sensibles ni específicos.
“Es necesario fortalecer la red de investigación con laboratorios como el de la Universidad Purdue para diseñar estas herramientas, traerlas al país y utilizarlas”, asegura el biólogo.
De hecho, explica que los profesores Alejandro Caro Quintero, del Departamento de Biología de la UNAL, y Bruce Applegate, de la Universidad Purdue, están interesados en traer estas técnicas al país, lo cual ayudaría a que, en poco tiempo, la Universidad cuente con las capacidades necesarias para identificar y formar profesionales especializados en este campo.
Si (
No(
