Raquel Rainier criou sensores que detectam Salmonella em alimentos

Segundo a estimativa mais recente da OMS, 10% da população da Terra adoece todos os anos após comer alimentos contaminados.

É claro que a indústria testa os alimentos em laboratório à procura de patógenos. O método mais comum é colocar amostras de comida em placas de Petri (aqueles vidrinhos redondos que aparecem em fotos de laboratório) e esperar até 48 horas para ver o que acontece. Se crescer uma colônia de microorganismos ali, é porque o alimento está contaminado.

A engenheira de alimentos Raquel Rainier desenvolveu um biossensor mais rápido e preciso para detectar bactérias na comida. O projeto fez parte do mestrado da pesquisadora, que começou na Universidade Federal de Viçosa (UFV) e terminou na Universidade Estadual de Iowa, nos Estados Unidos.

Biossensores são dispositivos que detectam microorganismos ou certas moléculas em alguma amostra. Na pesquisa, Rainier usou biossensores eletroquímicos específicos para encontrar bactérias do gênero Salmonella. Mas existem versões que identificam a bactéria E. coli (que causa um outro tipo de infecção alimentar), e outros membros do laboratório onde ela atua estão criando biossensores para detectar o Sars-CoV-2, causador da covid-19.

Esses dispositivos são feitos de basicamente dois componentes: grafeno e um agente ligante – no caso da Salmonella, são anticorpos (todo anticorpo é uma proteína produzida por nosso corpo sob medida para grudar em um patógeno específico). 

O grafeno é um material feito de átomos de carbono, assim como o grafite e o diamante. O que diferencia esses três é a maneira como os átomos estão ligados. A cadeia de carbono do grafeno faz com que ele seja um ótimo condutor de eletricidade.

Ao longo da cadeia de carbono do grafeno – que consiste, como o nome já diz, em vários átomos de carbono encadeados – ficam vários vários apêndices chamados grupos carboxílicos, que se ligam a outras moléculas. É como se os grupos carboxílicos fossem várias luzinhas de Natal distribuídas ao longo de um longo fio de carbono. 

É nesses grupos carboxílicos que a pesquisadora conecta os anticorpos contra a Salmonella. O biossensor é colocado na comida e, se houver bactérias ali, elas vão grudar nos anticorpos. O processo demora só 20 minutos.

A última etapa do método é conectar o biossensor a uma máquina que mede correntes eletroquímicas. Como o grafeno conduz eletricidade muito bem, o normal é que a energia passe com facilidade por ali. Mas se houver alguma coisa ligada nos anticorpos – no caso, as bactérias Salmonella –, a eletricidade vai ter dificuldade para passar. E isso é um sinal de que o alimento está contaminado. 

Para detectar outras microorganismos causadores de doenças, é só montar o biosensor com uma outra molécula que tenha a propriedade de aderir a eles. No caso do Sars-CoV-2, por exemplo, essa peça pode ser uma proteína que se liga às espículas (as famosas proteínas spyke) presentes na superfície do vírus.

A pesquisa rendeu a Rainier um prêmio do International Life Sciences Institute (ILSI) do Brasil, uma ONG que promove a integração entre academia e indústria. Raquel Rainier continua trabalhando com grafeno em seu doutorado nos Estados Unidos, mas pretende voltar a fazer pesquisa no Brasil.