RESUMEN Los sistemas de biodetección son poderosas herramientas biotecnológicas que se aplican ampliamente en entornos médicos y ambientales. En este artículo, proporcionamos una descripción general de un sistema de biodetección óptica desarrollado recientemente, basado en las capacidades de extinción del óxido de grafeno y las biosondas fluorescentes. Se ha demostrado que esta plataforma de biodetección es una tecnología nanofotónica rápida, rentable y fiable. En particular, se ha aprovechado para detectar analitos relevantes en matrices reales, incluidos los anticuerpos contra E. coli y COVID-19 específicos de la próstata. Además, esta tecnología permitió la detección de sialidasa en muestras clínicas, para determinar la vaginosis bacteriana. Por último, este sistema de biodetección se ha utilizado recientemente para determinar información relevante sobre la cinética de las proteínas involucradas en el proceso de biorreconocimiento, todo realizado en tiempo real y en un solo paso.

ABSTRACT Biosensing systems are powerful biotechnological tools which are widely applied in medical and environmental settings. Herein, we provide an overview of a recently developed optical biosensing system based on the quenching abilities of graphene oxide and fluorescent bioprobes. This biosensing platform has been demonstrated to be a fast, cost-effective and reliable nanophotonic technology. In particular, it has been exploited to detect relevant analytes in real matrixes, including prostate specific E. coli and COVID-19 antibodies. Besides, this technology enabled the detection of sialidase in clinical samples to determine bacterial vaginosis. This biosensing system has recently been used to determine relevant information on the kinetics of proteins involved in the biorecognition process, everything performed in real-time and in a single step.

Pasteurella multocida is an important veterinary pathogen that causes a range of animal diseases, including fowl cholera, hemorrhagic septicemia in cattle and atrophic rhinitis in swine. P. multocida is generally recognized as a secondary invader contributing substantially to respiratory diseases in pigs by aggravation of lung lesions. Five capsule serogroups are routinely identified in P. multocida (A, B, D, E, and F) and each is generally associated with, but not completely restricted, to a specific host. A total of 16 isolates of Pasteurella multocida capsular genotype A and two isolates capsular genotype D were characterized for their susceptibilities to 10 antibiotics and the presence of four genes for virulence factors associated to adherence. The use of PCR showed that colonization factors (ptfA), sialidases (nanH) and outer membrane proteins (ompH) occurred in 100% porcine strains, while nanB as a further colonization-related gene was detected in 22% of isolates. The 94% of the isolates showed multiple-drug resistance. It was observed that 100% were resistant to amoxicillin and spectinomicin. The resistance profiles suggested that cephalosporins and sulphametozaxole were the drugs most likely to be active against P. multocida in vitro.

Pasteurella multocida es un patógeno de amplia distribución mundial, responsable de diversos procesos clínicos en varias especies de animales, produce el cólera aviar en aves, septicemia hemorrágica en bovinos y la rinitis atrófica en cerdos. En esta especie animal P.multocida se considera, además como un patógeno secundario que contribuye sustancialmente a los procesos clínicos respiratorios, agravando las lesiones pulmonares. Existen 5 serogrupos capsulares en P. multocida (A, B, D, E, and F) y cada uno es generalmente asociado, pero no completamente restringido a un hospedero específico. En este estudio se realizó la caracterización de la resistencia antimicrobiana frente a 10 antibióticos y la detección de cuatro genes asociados a la virulencia en 16 aislados de P. multocida tipo capsular A y 2 del tipo capsular D, todos procedentes de cerdos. Los ensayos de PCR evidenciaron la presencia de factores de colonización (ptfA), sialidasa (nanH) y la proteína de membrana externa ompH en 100% de los aislados, mientras el gen nanB asociado a la colonización solamente se detectó en 22% de los aislados. El 94% de los aislados mostraron multirresistencia a los antimicrobianos evaluados, el 100% fueron resistentes a amoxicillin y spectinomicin. Los perfiles de resistencia detectados señalan que las cephalosporina y sulphametozaxole fueron las drogas más activas contra P. multocida in vitro.

Bacterial vaginosis (VB) is a syndrome characterized by overgrowth of endogenous Gram negative bacterial flora and the lack of the normal flora. Within bacterial enzymes, sialidases have been considered a virulence factor of many pathogenic microorganisms colonizing the different mucous membranes. Their presence in vaginal discharges can be correlated with VB. The aim of this study was to detect the activity of this enzyme in women with this syndrome and without clinical evidence of genital infection. Out of a total 112 women studied, 51 were patients with VB and the other 61 women presented normal vaginal flora. For the quantification of enzyme activity, the technique based on the enzymatic hydrolysis of a derivative acid of the acetyl metoxifenil muramic acid was used. In the studied population both groups shared values from 0.5 to 5.1 nmoles of metoxifenol, whereas only 11 out of 52 patients with VB (21.17%), registered more than 5.1 nmoles. The presence of sialidase activity is not enough to confirm VB, except for values greater than 5.5 nmoles of the metoxifenol produced in the enzymatic reaction.

La vaginosis bacteriana (VB) es un síndrome caracterizado por el sobrecrecimiento bacteriano de flora endógena Gram negativa, que desplaza a la flora lactobacilar normal. Dentro de las enzimas bacterianas, las sialidasas han sido consideradas factores de virulencia de muchos microorganismos patógenos que colonizan las distintas mucosas. Su presencia en fluidos vaginales puede estar correlacionada con VB. El propósito de este estudio fue comprobar la actividad de dicha enzima en mujeres con este síndrome y sin evidencia clínica de infección genital. Se estudiaron 112 mujeres (51 fueron pacientes con VB y 61 mujeres con flora colonizante habitual). Para la cuantificación de la actividad sialidasa se empleó la técnica basada en la hidrólisis enzimática de un derivado ácido del ácido metoxifenil acetil murámico. En la población estudiada se encontró que ambos grupos mostraron valores comprendidos entre 0.5 a 5.1 nmoles de metoxifenol, mientras que 11 de 52 pacientes con VB (21.17%), registraron valores superiores a 5.1 nmoles. La presencia de actividad sialidasa solamente no es índice de VB, excepto para valores mayores de 5.5 nmoles de metoxifenol, producidos en la reacción enzimática.