Científicos de la Universidad Northwestern han colaborado en la implementación de una prueba precisa, económica y fácil de usar para detectar niveles tóxicos de fluoruro en el agua.

El nuevo dispositivo biosensor desarrollado en Northwestern ha sido probado en el campo en zonas rurales de Kenia, proporcionando evidencia de que las pruebas de fluoruro en el agua pueden usarse fácilmente fuera de un laboratorio y ser interpretadas con precisión por personas que no son expertas.

En todo el mundo, se estima que decenas de millones de personas viven en áreas donde el suministro de agua está contaminado con niveles tóxicos de fluoruro natural, una sustancia incolora, inodora e insípida. La escala del problema ha sido difícil de medir debido al alto costo o la complejidad de las opciones de prueba disponibles.

Un paso importante para abordar las preocupaciones de salud mundial sobre el acceso al agua potable segura, el nuevo método de prueba probado es el resultado de una rara colaboración entre investigadores en los campos de la antropología y la biología sintética.

Los resultados del estudio serán publicados por NPJ Clean Water el 8 de febrero de 2023 a las 10 a. m. GMT/4 a. m. CST. Después de publicar el documento se puede acceder aquí.

El estudio fue codirigido por la antropóloga de Northwestern Sera Young y el biólogo sintético Julius Lucks. Young es profesor asociado de antropología y estudios de salud global en la Facultad de Artes y Ciencias de Weinberg y miembro de la facultad en el Instituto de Investigación de Políticas (IPR). Lucks es profesor y presidente asociado de ingeniería química y biológica en la Escuela de Ingeniería McCormick. Lucks también es codirector del Centro Northwestern de Biología Sintética, donde Young también es miembro de la facultad.

Young y Lucks dicen que es la primera vez que recopilan datos de campo juntos, y muestra lo que es posible cuando los científicos sociales y los biólogos sintéticos se unen para abordar los desafíos globales.

El proyecto se basa y encuentra una intersección única para la investigación previa realizada por Lucks y Young, que están casados.

En 2017, Young y sus colegas desarrollaron las Escalas de experiencias de inseguridad hídrica para proporcionar una medida de la inseguridad hídrica mundial que tenga en cuenta las experiencias humanas. Young se asoció con Gallup World Poll para publicar estimaciones para la mitad del mundo utilizando la escala WISE en 2022 en Lancet Planetary Health.

Impulsado por la investigación de Young, Lucks y su laboratorio comenzaron a investigar biosensores naturales, moléculas utilizadas por los microbios para detectar la presencia de contaminantes. En 2020, publicaron un trabajo sobre la reutilización de biosensores en un sistema de biología sintética sin células, lo que permite la detección de contaminantes nocivos del agua como el fluoruro en el campo, nombrando a la plataforma tecnológica ROSALIND.

Para promover la investigación de Young sobre la mejora de la seguridad global del agua, la última iteración de la tecnología ROSALIND de Lucks Lab mejoró la velocidad y la facilidad de uso del dispositivo para permitir un fácil transporte a lugares donde los niveles dañinos de fluoruro son un problema de seguridad.

El equipo de investigación recolectó 57 muestras de agua de 36 hogares en zonas rurales de Kenia para evaluar la precisión de la medición de la concentración de fluoruro en comparación con el método estándar de oro del fotómetro de fluoruro. También diseñaron sus estudios para examinar si los usuarios no expertos interpretarían fácilmente los resultados de las pruebas, un indicador clave de que la tecnología puede tener un impacto significativo para abordar la crisis mundial del agua.

Los resultados fueron excelentes y mostraron que el punto de uso tenía un 84 % de posibilidades de predecir correctamente los niveles de fluoruro por encima del límite de la Organización Mundial de la Salud de más de 1,5 partes por millón.

También se encontró que las pruebas eran altamente utilizables, con solo 1 de 57 pruebas con una discrepancia de interpretación entre el usuario y el equipo científico.

« Esta es una forma completamente nueva de medir la calidad del agua », dijo Young. « El estudio muestra que podemos poner en manos de las personas una prueba que se basa en una biología muy compleja pero que funciona de manera muy simple ».

« También apunta a la viabilidad de tales pruebas para otros productos químicos como el plomo y el PFAS », dijo Lucks.

Los próximos pasos potenciales para la prueba de fluoruro en el punto de uso podrían incluir el mapeo de dónde se encuentra el fluoruro geogénico a nivel mundial.

Más cerca de casa en Chicago, Young y Lucks están interesados ​​en investigar la utilidad de una prueba casera para detectar rápidamente plomo en el agua y aprovechar este estudio como modelo para interconectar las ciencias sociales con la biología sintética para aumentar el impacto de la biología sintética. innovaciones

Este trabajo fue apoyado por Carnegie Corporation; el Instituto de Investigación de Políticas de la Universidad Northwestern y el Centro de la Familia Crown para Estudios Judíos e Israelíes; el apoyo del pueblo estadounidense brindado al Laboratorio de Innovación de Intensificación Sostenible Feed the Future a través del Acuerdo de Cooperación de la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional AID-OAA-L-14-00006; y el Comando de Contratación del Ejército de los Estados Unidos W52P1J-21-9-3023.