Nanotecnologia pode ajudar na eliminação de patógenos em lácteos

A bactéria Staphylococcus aureus (S. aureus), além de causar problemas digestivos em humanos e ser a principal causadora de mastite bovina, está por trás de grandes problemas para fabricantes e consumidores de laticínios.

Isso ocorre porque a bactéria produz enterotoxinas estafilocócicas, que não podem ser facilmente erradicadas por meio de procedimentos de higiene comuns. Além disso, a S. aureus pode sobreviver ao tratamento térmico, tornando sua presença em produtos lácteos particularmente problemática.

Agora, os pesquisadores afirmam ter descoberto uma maneira de ligar, isolar e remover a S. aureus dos lácteos sem afetar adversamente a microbiota do leite por meio da nanotecnologia.
 

A nanotecnologia é um dos campos de mais rápido crescimento em tecnologia hoje. Prevê-se que cresça a uma taxa de crescimento anual composto (CAGR) de 36,4% de 2021 a 2030 e atinja um valor de US$ 33,63 bilhões até o final desta década.

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Os nanorrobôs — ou nanobots' para abreviar — são organismos microscópicos que podem ter entre 1 a 100 nanômetros de escala. Eles podem ser alimentados por combustíveis químicos ou fontes de energia, como luz, ultrassom ou campos magnéticos. Conseguem realizar uma tarefa específica, como fornecer medicamentos a um local de doença específico por meio de vasos sanguíneos ou isolar um patógeno específico de líquidos.

Extraindo as bactérias

A última opção foi o que um grupo de cientistas da Universidade de Química e Tecnologia de Praga optou em uma tentativa de carregar, transportar e isolar a S. aureus. Eles projetaram nanobot's de propulsão magnética chamados MagRobots, carregados com anticorpos contendo imunoglobulina.

Como a S. aureus produz proteínas que se ligam à imunoglobulina, os pesquisadores esperavam que esse método identificasse efetivamente as bactérias nocivas, uma vez que se ligariam à superfície dos MagRobots para remoção do líquido.

Durante o experimento, os cientistas observaram exatamente isso: a bactéria S. aureus foi isolada em cadeias que não se desintegraram mesmo depois que os pesquisadores desligaram o campo magnético que ajudava a mover os nanorrobôs. A bactéria foi então removida usando um ímã permanente.

Para provar que os nanobot's não atraem outros tipos de bactérias de ocorrência natural, os pesquisadores lançaram os MagRobots em uma mistura contendo E. coli — bactéria que não produz proteína de ligação à imunoglobulina — juntamente com S. aureus; apenas a última se ligou à superfície dos nanobot's.

Essa seletividade também foi testada usando Lactobacillus rhamnosus (L. rhamnosus) e Enterobacter cloacae (E. cloacae), com “nenhuma diferença significativa no número de bactérias viáveis antes e depois do tratamento” com a nanotecnologia.

“Claramente, pode ser visto que o número de colônias de E. coli é semelhante nas suspensões bacterianas não tratadas e tratadas”, diz o artigo. “No entanto, o número de colônias de S. aureus diminuiu significativamente após o tratamento com os MagRobots e a subsequente recuperação dos robôs usando um ímã permanente. Os mesmos resultados foram observados pela quantificação do número relativo de bactérias de E. coli e S. aureus antes e após serem tratados com MagRobots.”

Para testar a eficiência de sua tecnologia na remoção de S. aureus de amostras de leite, os cientistas misturaram amostras de leite pasteurizado com a bactéria e descobriram que cerca de 83% do S. aureus presente no leite havia sido isolado.

“Esses resultados indicam que nosso sistema pode remover com sucesso a S. aureus remanescente após a pasteurização do leite”, concluíram os pesquisadores no estudo. “Além disso, este sistema de remoção sem combustível baseado em robôs magnéticos é específico para a bactéria S. aureus e não afeta a microbiota natural do leite nem adiciona compostos tóxicos resultantes da catálise do combustível. Até onde sabemos, nenhum resultado semelhante foi publicado antes do uso da tecnologia de microrrobôs.”
 

Escalabilidade

Conforme o estudo, o método pode ser ampliado para uso na indústria de alimentos e adaptado para remover outras bactérias produtoras de proteínas de ligação a imunoglobulinas.

Além disso, os nanobot's do experimento foram carregados com dois anticorpos — IgG anti-coelho produzido em cabra e IgG de soro de coelho — os quais são considerados mais acessíveis do que os anticorpos anti-S. aureus disponíveis comercialmente.

O custo dos motores usados para impulsionar os robôs também pode ser 'muito baixo', já que os MagRobots são baseados em óxidos de ferro e polímeros. "Além disso, deve-se notar que esses MagRobots podem entrar em locais de difícil acesso em uma planta de produção de leite e operar sem fio. Finalmente, esses motores podem remover bactérias e também isolar especificamente a S. aureus para sua posterior determinação e quantificação," conclui o estudo.

As informações são do Dairy Reporter, traduzidas e adaptadas pela equipe MilkPoint.