Biosensores a partir del cangrejo rojo

Junio 2015.- Un equipo de cientA�ficos de la Universidad de Sevilla ha diseA�ado biomateriales fluorescentes a partir de los caparazones y residuos del cangrejo rojo del Guadalquivir. La fluorescencia de los biomateriales obtenidos los convierte en detectores rA?pidos y precisos de sustancias contaminantes en procesos de elaboraciA?n alimentaria o farmacA�utica. AdemA?s, resultan A?tiles para ‘iluminar’ el interior de las cA�lulas y hacerlas visibles al microscopio electrA?nico. AsA� lo describen en un estudio publicado en a�?Carbohydrate Polymersa�?.

Estos investigadores pertenecen al grupo Carbohidratos de interA�s biolA?gico (farmacolA?gico) y tecnolA?gico de la Universidad de Sevilla. La fluorescencia los convierte en sensores rA?pidos y precisos para detectar sustancias contaminantes en procesos de elaboraciA?n alimentaria o para a�?iluminara�? el interior de las cA�lulas y hacerlas visibles al microscopio electrA?nico. Los expertos obtienen la materia prima de las fA?bricas procesadoras de crustA?ceos que generan un importante volumen de efluentes lA�quidos y residuos sA?lidos que no suelen reciclarse. En concreto, se trata de quitosano, procedente del caparazA?n del cangrejo, al que los investigadores insertan otros compuestos para conseguir fluorescencia. a�?El quitosano es un biopolA�mero de cadena larga, es decir, es como una camisa o una prenda con multitud de ojales donde podemos abrochar muchos botones, o sustancias, que le confieran las propiedades precisas que deseamos. Para ello, hemos usado aldehA�dos aromA?ticos, que son una clase de sustancias entre las que se encuentran, por ejemplo, la vainilla o el aldehA�do cinA?mico, responsables del olor y sabor de la vainilla y de la canelaa�?, explica Francisca Cabrera, coordinadora de este trabajo.

De esta forma, los expertos consiguen biomateriales con fluorescencia, una caracterA�stica A?til para diseA�ar sensores sensibles, capaces de detectar concentraciones muy pequeA�as de ciertas sustancias. A la vez, resultan muy rA?pidos, porque se iluminan al instante. a�?Algo es fluorescente porque toma la luz ultravioleta y la devuelve en un espectro visible para el ojo humano de forma inmediata, ademA?s con colores distintos. El color es crucial porque nos aporta pistas de quA� sustancias estA?n modificA?ndose a pesar de encontrarse en cantidades pequeA�asa�?, detalla. Estas ventajas cuentan con aplicaciones en distintos campos. Por un lado, la detecciA?n de sustancias que se generan en la elaboraciA?n de productos alimentarios o farmacA�uticos y que pueden ser nocivas para la salud. a�?Uno de los sensores que desarrollamos es muy sensible a la presencia de ciertos disolventes orgA?nicos, como el diclorometano, y puede emplearse para detectar su presencia en procesos industriales o en laboratorio.

Otra de las A?reas de aplicaciA?n de estos sensores es la imagen mA�dica. El quitosano es biocompatible, es decir, puede traspasar las membranas de las cA�lulas sin que A�stas lo rechacen. En el caso de los nuevos materiales diseA�ados por los investigadores sevillanos, la fluorescencia permite observar las cA�lulas al microscopio electrA?nico. a�?Es como llevar una lA?mpara a las cA�lulas, pero de forma discreta, porque no puede interferir en sus procesos internos y debe ser aceptada por A�staa�?, recalca. Los expertos obtienen a partir de los residuos del cangrejo rojo del Guadalquivir el quitosano, lo purifican y lo utilizan para elaborar biomateriales. Le aA�aden para ello aldehA�dos aromA?ticos, compuestos que, por ejemplo, confieren el olor y sabor a la canela o a la vainilla.

Los nuevos derivados de quitosano muestran un comportamiento fluorescente estable. Los investigadores aplicaron con A�xito su mA�todo para lograr la reacciA?n simultA?nea de varios aldehA�dos con el quitosano, obteniendo biomateriales con propiedades fisicoquA�micas a�?a la cartaa�� para aplicarlas en la detecciA?n de sustancias y como vehA�culos para llevar la fluorescencia a las cA�lulas. AdemA?s de estas posibilidades de aplicaciA?n, los expertos ven en sus sensores quA�micos una vA�a para reutilizar de forma sostenible un residuo. a�?En los restos del cangrejo hay hasta un 13% de quitina, precursora del quitosano, una materia prima muy valiosa, que podrA�a dar salida a los cerca de 8.000 kilogramos por dA�a de residuos hA?medos que se generan durante los 60 dA�as de duraciA?n de la campaA�a de producciA?n anual, segA?n datos de las industrias cangrejerasa�?, apunta Cabrera