Biosensores y plataformas sensoras de ADN con transducción electroquímica para la detección y cuantificación de soja genéticamente modificada en alimentos y piensos

Resumen

Los organismos genéticamente modificados, OGMs, también llamados organismos transgénicos, son organismos en los que el material genético ha sufrido una alteración intencional, normalmente mediante la inserción de una construcción transgénica al genoma receptor a través de técnicas de ingeniería genética. En agricultura, este tipo de biotecnología se ha aplicado durante dos décadas para modificar cultivos con la finalidad de obtener determinados beneficios, como la tolerancia a herbicidas y a insectos. A pesar de la rápida y creciente adopción de los cultivos transgénicos por los agricultores a nivel mundial, se ha generado una gran controversia y desconfianza en los consumidores, encontrándose una gran oposición, sobre todo en Europa, debido principalmente a los temores sobre la seguridad de los alimentos y a las consecuencias medioambientales. La UE ha considerado necesario establecer reglamentos sobre el etiquetado y la trazabilidad de los OGMs, resultando obligatorio indicar la presencia del ingrediente genéticamente modificado en el etiquetado de un alimento o pienso, cuando el contenido de éste supera un determinado porcentaje. Para cumplir con esta normativa, es necesario disponer de métodos analíticos capaces de detectar y, especialmente, cuantificar OGMs en alimentos y piensos. Los sistemas electroquímicos para detectar ADN han sido propuestos como estrategias analíticas adecuadas para estos fines, debido a su bajo coste y potencial para aplicaciones descentralizadas. La presente tesis tiene como objetivo el desarrollo de biosensores y plataformas sensoras de ADN con transducción electroquímica para la detección y cuantificación de soja genéticamente modificada. En primer lugar, se presenta una introducción del estado actual del tema y una revisión bibliográfica sobre los genosensores electroquímicos para la detección de OMGs. Partiendo de este análisis bibliográfico, fue posible detectar las limitaciones de los trabajos anteriores, especialmente en cuanto a la cuantificación, lo que permitió plantear los objetivos y el alcance de la tesis. De modo que gran parte de los objetivos de la tesis se encaminaron al diseño y desarrollo de métodos analíticos cuantitativos para el análisis de alimentos con soja transgénica. Para cuantificar, es necesario conocer la relación entre el contenido de dos secuencias analito, una específica de la inserción transgénica, y la otra específica de la especie. Se desarrolló un método basado en marcadores enzimáticos como sistemas de amplificación de la señal electroquímica y micropartículas magnéticas como plataforma de inmovilización. Se plantearon dos variantes de este sistema, por un lado, dos ensayos sencillos para detectar ambas secuencias individualmente y, por otro lado, un ensayo múltiplex en el que se integra la inmovilización, hibridación y marcaje de los analitos, seguido de la detección secuencial de ambos. Ambas plataformas se aplicaron al análisis de muestras de distintos niveles de complejidad y se consiguió, por primera vez, una cuantificación fiable de soja transgénica basada en sistemas electroquímicos. Por último, se estableció como objetivo conseguir un dispositivo analítico sencillo y de fácil fabricación para la determinación del analito transgénico, para lo cual se diseñó un biosensor libre de marcadores como una herramienta de detección rápida y de bajo coste. En conclusión, esta tesis engloba el desarrollo de métodos analíticos para la compleja tarea de detectar y cuantificar material genéticamente modificado, alcanzándose los objetivos propuestos y demostrándose la aplicabilidad real de los métodos en muestras de alimentos y piensos.