Imagine um dia em que um agricultor possa estar num campo, passar um dispositivo portátil sobre um tomate e detectar agentes patogénicos imediatamente, potencialmente salvando vidas e milhares de milhões de dólares.
Esse dia pode não estar longe, graças à pesquisa conduzida pelo Estação Experimental Agrícola do Alabama na Universidade de Auburn.
Como uma das 11 universidades que receberam bolsas do Departamento de Agricultura dos EUA Para conduzir pesquisas em nanotecnologia, os cientistas de Auburn estão trabalhando para melhorar o monitoramento de patógenos em toda a cadeia de abastecimento de alimentos, criando um sistema fácil de usar que pode detectar vários patógenos de origem alimentar simultaneamente, com precisão, economia e rapidez.
O secretário do USDA, Tom Vilsack, anunciou recentemente um investimento de mais de 5.2 milhões de dólares a nível nacional para apoiar a investigação para melhorar a segurança alimentar, melhorar os combustíveis renováveis, aumentar o rendimento das colheitas e controlar as pragas agrícolas. A premiação foi feita através do Iniciativa de investigação agrícola e alimentar, o principal programa de subsídios competitivo e revisado por pares do país para ciências agrícolas fundamentais e aplicadas.
A pesquisa de Auburn é única porque utiliza nanotecnologia biológica em vez de nanotecnologia artificial para atingir seus objetivos, diz Sang-Jin Suh, professor associado do Departamento de Ciências Biológicas de Auburn.
Suh também é membro do Centro de Detecção e Segurança Alimentar da Universidade de Auburn, e ele credita ao seu diretor, Bryan Chin, professor de engenharia de materiais, o desenvolvimento da tecnologia de biossensores que é a base da pesquisa.
“Esta é a inovação do Dr. Chin, e ele recrutou pessoas como eu – um geneticista bacteriano – para ajudar a combinar essas tecnologias em um biossensor baseado em partículas que pode ser usado para detectar patógenos alimentares”, diz Suh.
As estimativas são de que cerca de 48 milhões de americanos adoecem anualmente devido a agentes patogénicos e toxinas de origem alimentar, resultando num fardo económico de quase 80 mil milhões de dólares. Estas estimativas não consideram os custos para a indústria alimentar, incluindo a redução da confiança do consumidor, perdas de recall ou litígios.
À medida que os surtos de agentes patogénicos de origem alimentar e as recolhas de alimentos contaminados se tornaram mais comuns, tornou-se evidente que são necessários melhores sistemas de detecção de agentes patogénicos para identificar os alimentos contaminados antes de estes serem consumidos pelo público.
“Sempre que um alimento é contaminado, o FDA, o CDC ou outros laboratórios geralmente levam dias ou semanas para confirmar a presença de patógenos”, diz Suh. “Nossa tecnologia pode fazer isso em menos de 10 minutos.
“Atualmente, sempre que há um surto de patógenos de origem alimentar, eles têm que pegar os alimentos contaminados e cultivar bactérias a partir deles, o que leva de algumas horas a alguns dias. Então eles verão se ele se enquadra no padrão de um patógeno suspeito. Isolamos as sondas específicas para esse patógeno. Se se ligar à sonda, saberemos que o patógeno específico está presente.”
Além do tempo necessário para obter resultados, os atuais sistemas de detecção de patógenos alimentares exigem instrumentos caros e treinamento extensivo do pessoal.
“Os dois métodos mais populares de detecção de patógenos, além do método tradicional de cultura, requerem treinamento extensivo”, diz Suh. “Nosso método exigirá treinamento mínimo. Prevemos que todos os agricultores terão esta capacidade, as fábricas de processamento terão esta capacidade e as mercearias e restaurantes terão esta capacidade. Até os consumidores poderão usar esta tecnologia.”
O biossensor será um monitor portátil que eventualmente detectará a presença de um patógeno alimentar a até 10 centímetros de distância do dispositivo.
“Isso permitirá verificações de segurança dos alimentos desde a fazenda até a mesa”, diz Suh. “O detector custaria menos de US$ 500 e poderia eventualmente salvar bilhões de dólares e muitas vidas.”
Um objetivo da pesquisa de Suh é desenvolver um sistema que permita a identificação simultânea de vários patógenos de origem alimentar em tempo real, incluindo Salmonella enterica, Escherichia coli e Listeria monocytogenes.
“Já tínhamos anteriormente demonstrou a eficácia dos nossos biossensores para detecção precisa e rápida de patógenos individuais”, diz Suh. “Neste estudo, desenvolveremos um sistema multiplex capaz de detectar a presença de diversos patógenos bacterianos comuns de origem alimentar.
“À medida que melhoramos o nosso sistema em estudos futuros, ele pode ser expandido para incluir vírus e toxinas para se tornar um sistema abrangente de detecção de quaisquer patógenos de origem alimentar para melhorar a segurança pública.”
A equipe de pesquisadores de Auburn está colaborando com cientistas de outras universidades para usar essa tecnologia e, esperançosamente, obter a aprovação da FDA para uso generalizado no futuro.
- Paulo Hollis, Universidade de Auburn
Fonte: Faculdade de Agricultura da Universidade de Auburn