Tecnologías emergentes
Incremento de
la sensibilidad
de dispositivos
de detección
de agentes de
guerra biológica
utilizando soportes
nanoestructurados
biofuncionalizados
Autores: Laura González López, Matilde
Gil García, Inés Peraile Muñoz, Gabriel
Rozas Sanz, Nushin Alba Dabbagh
Escalante, Juan Carlos Cabria Ramos
y Paloma Lorenzo Lozano, Área de
Defensa Biológica, Departamento
de Defensa NBQ, Subdirección
General de Sistemas Terrestres, INTA e
Ingeniería de Sistemas para la Defensa
de España, ISDEFE.
Palabras clave: agentes de guerra
biológica, inmunobiosensor, simulante,
soporte nanoestructurado, dispositivos
de detección.
Líneas Tecnológicas ETID relacionadas:
10.2.1, 10.2.2, 10.2.4, 10.2.5, 10.2.7.
Introducción
La producción de agentes biológicos,
debido al creciente desarrollo tecnológico,
es relativamente sencilla.
Algunos de estos agentes, por sus
características de infectividad, toxicidad,
patogenicidad y transmisibilidad,
así como su facilidad para ser
diseminados, son susceptibles de
ser utilizados como agentes de guerra
Figura 1. Soporte nanoestructurado.
(Fuente: Fu et al., 2016. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1600422113).
biológica, constituyendo un riesgo
real para la población. Estos agentes
pueden ser dirigidos contra la población,
los cultivos y el ganado 1, provocando
efectos devastadores en la
salud (mortalidad, morbilidad, incapacidad)
y en la economía (cosecha
fallida, muerte del ganado, inversión
en salud y seguridad) de los países 2.
A pesar de la gran participación de la
comunidad internacional en la Convención
para la prohibición de armas
bacteriológicas (biológicas) y toxínicas
3, hay varios países sospechosos
de almacenar agentes biológicos
con fines ofensivos. Por ello, la mayoría
de los países se han visto obligados
a invertir en la investigación y en
el desarrollo de técnicas de detección
e identificación de dichos agentes,
siendo un objetivo prioritario el diseño
de dispositivos que permitan una
identificación temprana in situ lo más
específica y sensible posible, de bajo
coste, alta estabilidad, fáciles de usar
y miniaturizables.
El Área de Defensa Biológica del
Departamento de Sistemas de Defensa
NBQ de la Subdirección General
de Sistemas Terrestres del Instituto
Nacional de Técnica Aeroespacial
«Esteban Terradas» (INTA) participa en
distintas actividades de I+D+i para el
desarrollo y optimización de métodos
de detección temprana e identificación
de agentes biológicos de interés
en Defensa. Parte de esta actividad
se engloba dentro de la participación
en distintos proyectos, tanto europeos
(Programa Horizonte 2020, Proyectos
de la Agencia Europea de Defensa)
como nacionales (Plan Estatal).
En el marco de los proyectos del Plan
Estatal, financiados por MINECO/
FEDER, uno de los más recientes en
los que ha tomado parte el Área de
Defensa Biológica, en colaboración
con la empresa Tecnalia y el Centro
de Tecnología Nanofotónica de la
Universidad Politécnica de Valencia,
ha sido el proyecto coordinado
OPTONANOSENS (TEC2015-63838-
C3-2-R). El objetivo de este proyecto
es el desarrollo de un dispositivo de
detección de toxinas y agentes patógenos
basado en un biosensor óptico
nanométrico en el que se utilizan,
como soporte para la inmovilización
de anticuerpos, nanofibras de nylon
con 5% de piridina.
Un biosensor es un dispositivo analítico
que transforma procesos biológicos
en señales eléctricas u ópticas,
permitiendo su cuantificación. En
función de la naturaleza del proceso
biológico, los biosensores pueden
ser de distintos tipos. Los inmunobiosensores,
basados en reacciones
inmunológicas (unión específica
antígeno-anticuerpo), constituyen
una buena alternativa para su uso
en dispositivos de detección, ya
que esta unión es sensible, rápida y
altamente específica 4, 5. En estos
biosensores el umbral de detección
viene dado por el sistema de sensado
acoplado al biosensor, mientras que
la especificidad es fruto de la unión
Figura 2. Membrana Zprobe, Bio-Rad
Laboratories, S.A. (Fuente: propia).
Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 68. Primer trimestre 2021 13