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La prueba decisiva bacteriana ofrece el método barato a los microalimentos de la sangre de la dimensión

Una bacteria dirigida para producir diversos pigmentos en respuesta a niveles de variación de un microalimento en muestras de sangre podía dar a responsables de Sanidad una manera barata de descubrir deficiencias alimenticias en las áreas recurso-limitadas del mundo. Esta “prueba decisiva bacteriana,” que actualmente mide niveles de cinc, no requeriría ningún equipo eléctrico y haría resultados visibles como el color simple cambia.

Más que mil millones personas por todo el mundo pueden estar en riesgo de la admisión adecuada del cinc, pero que mide el cinc niveles en muestras de sangre requiere actualmente el equipo de prueba sofisticado no disponible en muchas áreas afectadas. Si la demostración de las pruebas de campo el biosensor puede medir con éxito niveles del cinc, los investigadores esperan ampliar el concepto a otros microalimentos, incluyendo las vitaminas.

“Pensamos que ésta es tecnología bastante para cubrir las necesidades,” dijo la marca Styczynski, profesor adjunto en la escuela de la ingeniería química y biomolecular en el Instituto de Tecnología de Georgia. “La información que podemos ofrecer podría los epidemiólogos alimenticios de ayuda día y las organizaciones no gubernamentales determinar las poblaciones de gente que puede necesitar intervenciones dirigir deficiencias alimenticias.”

El trabajo del prueba-de-concepto fue denunciado en la aplicación de septiembre la ingeniería metabólica del gorrón. La investigación fue soportada por el Bill y el asiento de Melinda Gates, el National Science Foundation y los institutos de la salud nacionales.

El biosensor se basa en Escherichia Coli modificado (Escherichia Coli), una bacteria que se utilice con frecuencia en la ingeniería genética. Escherichia Coli tiene un sistema transcriptivo que responda al nivel de cinc en su ambiente, y los investigadores lo han sintonizado para accionar la producción de pigmentos púrpuras, rojos y anaranjados. La maquinaria genética para la producción de esos pigmentos fue tomada de otras fuentes biológicas e introducida en el Escherichia Coli.

En la práctica, los profesionales de salud en el campo obtendrían muestras de sangre de las personas sospechosas de tener una deficiencia de cinc. Las muestras de sangre serían hechas girar en un dispositivo mecánico simple que se asemeja a un eggbeater para separar el plasma de los glóbulos. El plasma entonces sería colocada en el tubo de ensayo o el otro contenedor con una bolita que contiene el Escherichia Coli modificado.

Mezclado una vez con el plasma, el Escherichia Coli se multiplicaría, produciendo el color correspondiente al nivel de cinc en el plasma de sangre. La púrpura correspondería a los niveles peligroso bajos, mientras que el rojo indicaría niveles de la frontera, y a los niveles normales anaranjados. El color sería fácilmente visible sin el diagnóstico o el otro equipo electrónico.

“El proceso para el cambio del color tardaría cerca de 24 horas de cuando se agrega la muestra del plasma, aunque estamos esperando acelerar eso,” dijo a Styczynski.

La prueba no sería hecha para determinar a individuos necesitando el tratamiento, sino sería utilizada para fijar las necesidades alimenticias de una población más grande de gente.

Los “lugares donde usted está probable encontrar deficiencias del microalimento será típicamente países recurso-pobres, o quizás las situaciones que sufrían desastres naturales,” Styczynski explicaron. “Estas deficiencias no se tratan en un nivel individual, sino se consideran en un nivel de la población y se utilizan para tratar un pueblo o una región que puedan ser afectados. Podríamos recoger muestras a partir de 50 o 100 personas y poder fijar el estado alimenticio de un área.”

Porque las bacterias no tienen los mismos requisitos para muchas vitaminas relevantes a la salud humana, los investigadores pueden tener que cambiar organismos cuando desarrollan las pruebas para otros microalimentos, como la vitamina A. Esas pruebas utilizarán probablemente un organismo de la levadura que también se ha estudiado extensivamente y en qué maquinaria genética que detecta y pigmento-que produce puede ser introducida.

“Final, esperamos poder probar para una habitación entera de alimentos en razonablemente un corto período de tiempo y en un costo relativamente bajo porque no se necesitaría ningún equipo en el campo,” Styczynski agregó.

Como parte de su investigación, Styczynski y los asistentes de investigación graduados Daniel Watstein y Mónica McNerney dirigieron el pigmento produciendo la maquinaria en el Escherichia Coli. Los colores rojos y anaranjados, licopeno y betacaroteno, son producidos por los genes tomados de los anantis de Pantoea, un patógeno de la instalación. El color púrpura, violacein, vino de una bacteria del suelo. Los genes para producir los pigmentos fueron colocados sobre un plásmido e introducidos en la bacteria.

Los investigadores utilizaron dos proteínas cinc-que detectaban dentro del Escherichia Coli y controlaron el fragmento al cual esas proteínas podrían girar el pigmento produciendo genes por intervalos. Esta aproximación hizo las proteínas cinc-que detectaban responsivas a los niveles de cinc cerca de eso preveída ser encontrado en plasma de sangre, y se puede utilizar más a fondo para permitir que se giren en los niveles arbitrarios.

Uno de los retos era evitar producir las cantidades de pigmento que pudieron ser tóxicas a la bacteria, mientras que produce el pigmento rápidamente bastante para ser visible al aro descubierto. Y porque los pigmentos anaranjados y rojos se generan en el mismo camino metabólico, los investigadores necesitaron establecer maneras de producir solamente uno o el otro al mismo tiempo - un reto que sus demostraciones del trabajo pueden posible ser dirigidas, aunque todavía están trabajando para ajustar la puesta en vigor.

Styczynski cree que este sistema es los microalimentos primero diseñados de la sangre de la dimensión usando bacterias sin requerir el equipo diagnóstico. Otras técnicas han requerido el equipo de medición especializado que es difícil de transportar y de mantener en el campo.

“La idea general de bio-detectar está ciertamente ahí fuera, pero hemos tomado la medida de desarrollar un sistema que no requiere el equipo en el campo,” él dijimos. “Creemos que esto trabajará bien en áreas del inferior-recurso.”

Entre los pasos siguientes son el revelado de las técnicas para liofilizar la bacteria, y una evaluación del impacto ecológico potencial de la bacteria modificada. Los ensayos prácticos de las esperanzas de Styczynski pueden comenzar en el plazo de los dos años próximos.

“Esto es un prueba-de-principio convincentemente, y esperamos comenzar los aspectos de translación de este sistema basado en qué hemos mostrado ya,” él agregamos. “Ahora es una cuestión de reducir esto a la práctica para algo que será final útil.”

Source:

Georgia Institute of Technology