Un nuevo biosensor permite detectar la presencia de patógenos en los cultivos agrícolas

¿Alguna vez te has preguntado si los cultivos agrícolas pueden estar contaminados con residuos fecales de granjas ganaderas cercanas? Investigadores en los Estados Unidos han desarrollado un método revolucionario que permite medir la presencia de patógenos en las plantas directamente en el campo. La nueva tecnología, denominada biosensor, es portátil y fácil de usar. Además, ha probado su eficacia al mostrar resultados con una precisión del 100% tan solo una hora después de recoger muestras en un cultivo.

Un indicador fecal como marcador de riesgo

El método adoptado por estos investigadores consiste en utilizar un indicador fecal conocido como bacteroidales como marcador de riesgo. Mohit Verma, profesora asociada de ingeniería agrícola y biológica de Purdue, lideró el equipo de investigación cuyos hallazgos fueron publicados en la revista Biosensors and Bioelectronics.

«El objetivo era estimar qué riesgos podrían existir en la producción de productos frescos debido a la existencia de ganado o animales salvajes cercanos», explicó Verma. La detección convencional de patógenos en cultivos puede resultar complicada, especialmente cuando los niveles de patógenos son bajos, como es requerido por las regulaciones para productos perecederos.

La tecnología utilizada por el equipo de investigadores se llama amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP) y ha sido implementada en dispositivos basados en papel que permiten obtener resultados rápidos en usos agrícolas. Anteriormente, el equipo de Verma había desarrollado este mismo sistema para detectar la enfermedad respiratoria bovina y la COVID-19.

Pruebas en el campo

El equipo de la Universidad de Purdue probó el sistema en un cultivo de lechugas en California y en otro campo en Indiana. Recolectaron muestras microbianas utilizando pequeñas banderas de plástico que se habían repartido en varios puntos de estos cultivos.

Estas banderas recogieron muestras de bioaerosoles durante una semana y luego fueron llevadas al laboratorio para realizar pruebas cuantitativas de reacción en cadena de la polimerasa. «Eso permite medir los bacteroidales y, por lo tanto, el nivel de contaminación fecal», señaló la investigadora.

Pero con el kit de ensayo que el equipo proporciona, que consta de un dispensador de gotas, dispositivos de papel y una cámara de calentamiento, los agricultores pueden llevar a cabo todo el proceso directamente en el campo. La bandera de recolección se rocía con un líquido que contiene los compuestos necesarios para detectar el ADN de las muestras. Luego, el dispositivo de papel pasa a una cámara de calentamiento. Una hora más tarde, el dispositivo revela cuántos bacteroidales están presentes. Este método proporciona resultados fiables que confirman lo que los productores, tras una inspección visual, a menudo sospechan intuitivamente que está sucediendo en sus campos.

Los resultados de las pruebas realizadas en el campo coincidieron al 100% con los resultados de laboratorio. Se trataba de muestras que incluían concentraciones de contaminación muy bajas o muy altas.

A pesar de los prometedores resultados, el equipo de investigación reconoce que todavía hay mucho trabajo por hacer. «La mayor limitación es que todavía no sabemos realmente qué significan estas cifras», dijo Verma. «¿Qué pasa en el medio? ¿Dónde fijamos el umbral? Eso es parte del trabajo en curso», añadió.

Este avance en la detección de patógenos podría cambiar la forma en que se gestionan los cultivos agrícolas, pero aún quedan muchas incógnitas. ¿Qué otras aplicaciones podría tener esta tecnología en la industria agrícola?