La UVigo utiliza nanotecnología para detectar y eliminar antibióticos en el mar

La OMS ha declarado la resistencia a los antibióticos como una de las principales amenazas para la salud humana en todo el mundo. Su acumulación en los océanos no solo contribuye a este peligro, sino que también puede afectar a los ecosistemas y los organismos marinos. Frente a este reto urgente y global, investigadores del grupo TeamNanoTech, del centro Cinbio de la UVigo, trabajan en el desarrollo de un sistema único a través de la detección plasmónica que no solo permitirá detectar in situ estos contaminantes sino también eliminarlos.

El proyecto, que fue seleccionada en la última convocatoria del plan estatal del Ministerio de Ciencia, cuenta con una financiación de 280.000 euros y se extenderá hasta diciembre de 2027. Y sus responsables son Miguel Correa, líder del grupo y director del Cinbio, y Margarita Vázquez.

«El proceso de identificar los antibióticos y alertar de manera inmediata es clave. Pero a día de hoy no existe una tecnología que permita detectar su presencia in situ y de manera rápida en medios muy complejos como el marino. Es necesario acudir al laboratorio y utilizar técnicas más lentas y costosas. Por otro lado, estos residuos también pueden ser un indicador del buen o mal funcionamiento de las depuradoras», destaca Correa.

Para poder actuar como un «sistema de vigilancia del medio ambiente», la solución viguesa tendrá que trabajar de manera continua» y, para ello, también tendrá la capacidad de degradar los antibióticos atrapados y devolver el agua ya descontaminada.

«En el grupo siempre desarrollamos sensores limpios y sostenibles y esto nos da una ventaja. Los dispositivos incluyen una parte que atrapa aquello que quieres detectar, en nuestro caso, el antibiótico, y después se produce una señal óptica que observamos con un láser para identificarlo. Uno de los grandes problemas de muchos sistemas es que después ya no pueden seguir detectando, hay que limpiarlos de alguna manera para que queden libres. El que nosotros planteamos funcionaría como una película que atrapa los residuos y, después cambiando la luz que aplicamos sobre él, podría degradarlos y seguir atrapando más», resume.

Y todos estos procesos ocurrirán a una escala nanométrica –millonésimas de milímetro–. Las nanopartículas de oro encargadas de descubrir a los contaminantes son recubiertas con otro tipo de partículas a modo de una esponja cuyos poros retienen a los antibióticos para que puedan ser detectados por el sensor.

«Y después todo esto lo introducimos en los nanohilos de una membrana creada mediante electrospinning o electrohilado. Es una técnica que nos permite implementar cosas que de otra manera serían muy difíciles. De hecho, estas membranas son multifuncionales y la esponja que retiene a los antibióticos actúa a la vez como un semiconductor que podemos activar para que los degrade», detalla.

La fabricación de membranas con este tipo de materiales es «totalmente puntera» y el sistema desarrollado por los investigadores vigueses será el primero capaz de atrapar y degradar los antibióticos en el mar de manera continua.

Lo pondrán a punto con compuestos aún por determinar de tres de las familias de antibióticos más utilizados: «Cuantas más seamos capaces de abordar e identificar, mejor conoceremos el origen del residuo. También podremos ver cuáles presentan más problemas a nivel de depuración y esos residuos serán una buena diana. Los encontraremos más fácilmente en el medio y nos alertarán de que los procesos de limpieza en las depuradoras están fallando. Otra de las ventajas del sistema es que permite acumular información y determinar no solo vertidos puntuales sino cuánto tiempo se tarda en alcanzar determinadas concentraciones».

Los investigadores recogerán muestras de agua en la costa viguesa y en otras rías gallegas para poner a punto el sistema de detección en los laboratorios del Cinbio. Y, en la última etapa del proyecto, prevén fabricar e instalar un prototipo para poder monitorizar distintos puntos de la costa.

«Todo dependerá de la velocidad con la que avancemos. Lo ideal sería poder medir, al menos, durante un mes, tres puntos diferentes. Aguiño o la desembocadura del Lagares son algunos de los que estamos considerando», avanza Miguel Correa.

El grupo TeamNanoTech, en el que trabajan investigadores de varias nacionalidades y disciplinas, se centra en el diseño y síntesis de nanomateriales para diferentes dispositivos y aplicaciones en todo tipo de ámbitos, desde el industrial al clínico.

De hecho, el equipo recibió a principios de este año un premio de la Real Academia Galega de Ciencias por un proyecto centrado en la utilización de dióxido de carbono para la producción sostenible de metanol y así ayudar a combatir el cambio climático.