El plomo y la caja
Un consorcio internacional de investigación, con fuerte presencia argentina, consiguió un importante subsidio para desarrollar un dispositivo que permita detectar la presencia de plomo en el agua de consumo diario. El proyecto, llamado PlomBOX, apunta a construir un equipo de bajo costo y fácil de usar que posibilite mediciones generalizadas y sistemáticas para luchar contra este problema global de contaminación. La ingesta de plomo puede causar daños muy graves a la salud, especialmente en los niños.
Uno de los elementos que contiene la caja de montaje es un biosensor con bacterias genéticamente modificadas que producirán un color ante la presencia de plomo. Foto: http://www.plombox.org/
“Formar parte de un proyecto de estas características, de semejante magnitud y con una finalidad solidaria, es realmente un sueño. Y me encanta”. Con esta alegría el científico argentino Alejandro Nadra, investigador en el Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional (IB3, Exactas UBA) habla acerca de su participación en el proyecto “PlomBOX: dispositivo de metrología de código abierto para luchar contra la contaminación en agua potable”.
La idea surgió a partir de un encuentro que Nadra tuvo con Xavier Bertou, del Centro Atómico Bariloche (CNEA) en el marco de una reunión sobre desarrollo tecnológico latinoamericano. Allí, Bertou le contó que estaba llevando adelante un proyecto de detección de plomo y Nadra le habló sobre la iniciativa SensAr, que consiste en un biosensor capaz de detectar arsénico en el agua. “Xavier me preguntó: ¿Este método no se podría adaptar para plomo? Le dije que sí. Y entonces nos pusimos a trabajar para ver la forma de compatibilizar dos proyectos exitosos en uno nuevo con altas chances de funcionar. Lo armamos, lo presentamos ante un organismo del Reino Unido y decidieron financiarlo”.
Efectivamente, el proyecto PlomBOX es financiado por el Engineering and Physical Sciences Research Council (GCRF-UKRI). Se trata de recursos destinados a trasladar avances científicos en distintas áreas de conocimiento al desarrollo de tecnologías que buscan lograr un alto impacto social y ambiental. El financiamiento alcanza la cifra de 872.642 libras esterlinas, lo que representa un monto superior al millón de dólares. “El monto es unas diez veces superior a lo que uno puede conseguir con un subsidio en Argentina. Son condiciones buenísimas como para poder llevar el trabajo adelante, tanto en lo que hace a la adquisición de equipos, como a la contratación de gente, y para tener la seguridad de que uno va a tener los insumos necesarios. Es genial poder trabajar con recursos acordes a los que el proyecto requiere”, se entusiasma Nadra.
Para llevar adelante la iniciativa se conformó un consorcio internacional de investigadores, provenientes de cinco instituciones de tres países distintos: la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA; Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA); la Universidad Nacional Autónoma de México; la Royal Holloway University of London y el Science and Technology Facilities Council, Boulby Underground Laboratory, del Reino Unido.
Reunión de inicio del proyecto llevada a cabo en Bariloche. Foto: http://www.plombox.org/
Este grupo multidisciplinario de científicos se unieron con el fin de desarrollar y producir los primeros prototipos de un dispositivo capaz de detectar un nivel extremadamente bajo de contaminación por plomo en el agua y reportarlo a una base de datos central a través de una aplicación de telefonía móvil.
Agua que has de beber
El plomo es un metal tóxico presente de forma natural en la corteza terrestre. Sin embargo, los niveles ambientales de plomo han aumentado más de mil veces durante los tres últimos siglos como consecuencia de la actividad humana. Particularmente, el mayor incremento ocurrió entre los años 1950 y 2000 debido al consumo de naftas con plomo. El uso generalizado de este metal ha dado lugar, en muchas partes del mundo, a una importante contaminación del medio ambiente, un nivel considerable de exposición humana y graves problemas de salud pública.
De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), los niños pequeños son especialmente vulnerables a los efectos tóxicos del plomo. Pueden sufrir consecuencias graves y permanentes en su salud, que afecten particularmente al desarrollo del cerebro y del sistema nervioso. El plomo también causa daños duraderos en los adultos, por ejemplo, aumentando el riesgo de hipertensión arterial y de lesiones renales. En las embarazadas, la exposición a concentraciones elevadas de plomo puede ser causa de aborto natural, muerte fetal, parto prematuro y bajo peso al nacer, y provocar malformaciones leves en el feto.
El Instituto de Sanimetría y Evaluación Sanitaria, en la Universidad de Washington en Seattle, señaló que, según datos de 2017, la exposición al plomo causó más de un millón de muertes en el planeta. Además, el Instituto estimó que, en 2016, la exposición al plomo ocasionó el 63,2% de los casos idiopáticos de insuficiencia del desarrollo intelectual, así como el 10,3% de la carga mundial de cardiopatía hipertensiva, el 5,6% de cardiopatía isquémica y el 6,2% de los accidentes cerebrovasculares.
Una de las principales vías de exposición de las personas al plomo es a través de la ingestión de agua contaminada con ese metal. El plomo puede llegar hasta las distintas fuentes de agua superficiales o subterráneas, a partir de las gotas de lluvia que arrastran pequeñas partículas depositadas en el suelo, o de las aguas residuales de las industrias que trabajan con ese metal en la fabricación, por ejemplo, de baterías para motores o municiones.
Pero en las ciudades, este metal puede infiltrarse en el agua potable que llega hasta los hogares transportada en caños de plomo. Aun si los caños fueran de otro metal, las soldaduras utilizan plomo y también muchas de las piezas de grifería. El peligro puede ser mayor en aquellos lugares donde el agua contiene altos niveles de acidez o poco contenido mineral que aumenta la corrosión de las tuberías.
En las ciudades, este metal puede infiltrarse en el agua potable que llega hasta los hogares transportada en caños de plomo.
“Las cañerías de gran parte de las ciudades de todo el mundo, durante muchísimos años, se hicieron con plomo. Aun cuando uno decida cambiar los caños de su propia casa por los de plástico -ahora es muy dominante el sistema por termofusión-, los caños que llegan a tu casa, los de conexiones en la vereda, o los que bajan del tanque de agua de tu edificio, si son antiguos, casi con seguridad son de plomo”, explica Nadra, y remata: “Ese es un problema, porque es el agua que uno consume cotidianamente, entonces, uno está expuesto a ir consumiéndolo de a poco y después de un tiempo se vuelve tóxico”.
La OMS ha incluido el plomo dentro de una lista de diez productos químicos causantes de graves problemas de salud pública que exigen la intervención de los Estados miembros para proteger la salud de los trabajadores, los niños y las mujeres en edad fértil.
La caja mágica
Uno de los inconvenientes que existen para enfrentar esta problemática es que, actualmente, las mediciones de plomo en el agua requieren un equipo especializado y costoso para alcanzar los niveles de sensibilidad relevantes en materia de la salud humana. Ese límite es extremadamente bajo y ha sido establecido por la OMS en 10 partes por billón (ppb).
De allí que el proyecto PlomBOX se proponga desarrollar un dispositivo fácil de utilizar, portable y económico, con un costo que no supere las diez libras por unidad para hacer posible, por primera vez, un sensado generalizado y en tiempo real de los niveles de plomo en el agua potable para lograr un impacto transformador en la salud pública.
“Basándonos en la experiencia del SensAr, desarrollamos un biosensor con bacterias genéticamente modificadas utilizando, en esta oportunidad, una proteína que es sensible al plomo en lugar de al arsénico. Con eso construimos un prototipo de red génica que pueda reaccionar ante la presencia de plomo. Esa respuesta puede ser de diferentes tipos y estamos analizando cuál es la más efectiva”, explica Nadra y detalla: “Una alternativa, que ya usamos en SensAr es que, ante la presencia de plomo, las bacterias produzcan un color. Otra posibilidad que estamos evaluando es utilizar una proteína fluorescente que, al detectar el metal, no cambie el color sino el nivel de fluorescencia. Y una tercera variante es que produzcan luminiscencia, es decir, que cuanto más alto sea el nivel de plomo más luz emitan”.
En síntesis, el dispositivo constará de una caja de montaje que va a contener al biosensor junto con el equipo óptico de metrología que podrá captar la respuesta que produzcan las bacterias ante la presencia de plomo. Esa información será enviada a los teléfonos celulares de las personas que forman parte del equipo que, a su vez, transmitirán esos datos vía web a un servidor que concentrará el conjunto de mediciones, analizará la información y permitirá, por ejemplo, realizar un mapeo para tener en claro cuál es el nivel de contaminación que hay en una región determinada.
Otro dato para destacar es que los planos para construir el kit PlomBOX serán abiertos, lo que subraya el carácter público, y sin fines de lucro, de los conocimientos y avances producidos por el equipo de científicos y científicas.
“Nuestra intención es hacer una aporte a lucha contra la contaminación por plomo -sostiene Nadra- . Obviamente un individuo se beneficia por saber si el agua que consume en su casa tiene plomo o no, pero esta herramienta nosotros la pensamos para hacer mediciones en mediana y gran escala imprescindibles para implementar políticas públicas relacionadas con los recursos hídricos”.
Proyecto, pandemia, ¿y después?
El trabajo comenzó en octubre del año pasado y estaba programado para extenderse por 18 meses, sin posibilidades de extensión. El proyecto está organizado a partir de una cadena de trabajo dividida en cuatro grupos: el primero -coordinado por Nadra- dedicado a los biosensores bacterianos; el segundo, a los componentes de metrología óptica; el tercero, a la adquisición de los datos en teléfonos celulares, y el cuarto, a la fabricación y estudio de distribución.
El estallido de la pandemia de COVID-19 voló por el aire esa planificación. “Nosotros empezamos a trabajar de manera inmediata. Incorporamos personas, compramos reactivos, genes y equipos que nos hacían falta. También decidimos posponer las vacaciones para acumular la mayor cantidad de mediciones en el verano. Llegamos, incluso, a hacer algunos experimentos en el laboratorio. Pero bueno, la pandemia nos agarró en el momento en que nosotros le íbamos a mandar las bacterias al grupo de Bariloche y ellos nos iban a mandar un prototipo del dispositivo de medición para poder hacer una evaluación cruzada de cómo funcionaba todo”, se lamenta Nadra.
(De izq. a der.) Macarena Alvarez, Javier Gasulla, Yamila Gándola, Ezequiel Alba Posse y Alejandro Nadra. Foto: Archivo Exactas UBA.
Obviamente al dictarse la cuarentena el equipo tuvo que dejar de concurrir al laboratorio y, por lo tanto, toda la parte experimental quedó detenida. Actualmente el grupo está gestionando con el ente financiador una extensión de los plazos debido a las demoras producidas por la pandemia. “Estamos negociando que nos permitan extendernos un poco porque no es que fueron una o dos semanas de interrupción sino que ya van tres meses y es incierto cuándo vamos a poder volver a realizar experimentos”, se sincera.
A pesar de las limitaciones que impone la pandemia el equipo sigue trabajando para que, una vez que se retorne a la normalidad, el proyecto se complete en el menor tiempo posible. “La verdad es que, en cuanto podamos volver a realizar experimentos, tenemos todo tan masticado y elaborado que va a ser todo mucho más rápido que lo que habíamos propuesto originalmente”, cierra Nadra con optimismo.
