Nuevo metodo para el diagnostico rapido de enfermedades es desarrollado

(Última Actualización: abril 14, 2018)

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Investigadores han diseñado un sistema que reconoce rápidamente  moléculas biológicas específicas que pueden indicar enfermedad.

«El sistema completo combina concentración, velocidad afinable y selectividad, lo que será clínicamente relevante en la búsqueda de proteínas raras como anticuerpos específicos y moléculas de ADN». Profesor Yuri Korchev

 

El equipo del Imperial College London ha desarrollado un sensor de nanoescala que puede detectar selectivamente hasta una única molécula proteica , lo que podría ayudar en el diagnóstico clínico temprano.

Cuando se analizan muestras de fluidos corporales para detectar señales de alguna enfermedad, los científicos a menudo buscan moléculas muy raras dentro de una mezcla compleja. Para encontrar tales «agujas en un pajar», los científicos a menudo utilizan métodos que detectan moléculas individuales a la vez.

Una tecnología prometedora es la detección de nanoporos, en la que las moléculas individuales pasan a través de un agujero de tamaño nanométrico muy pequeño. Este proceso da como resultado que cada molécula produzca su propia firma única, sin necesidad de una larga preparación de la muestra o modificación química.

Sin embargo, diferentes moléculas del mismo tamaño pueden producir señales muy similares, lo que dificulta la identificación única de la molécula objetivo.

Para resolver este problema, un equipo liderado por el Imperial College London ha desarrollado un sistema basado en un nanoporo y un transistor de nanoescala, que puede reconocer las moléculas diana de forma similar a los receptores biológicos. Los detalles de su nuevo sistema se publican hoy en Nature Communications.

Cerradura y llave

Los receptores reconocen las moléculas con formas particulares y se unen a ellas en un mecanismo de cerradura y llave. En este estudio, el transistor de nanoescala se fabricó a partir de un material polimérico que podía ser impreso con si fuera una «cerradura». Esto permite que el sistema detecte la única «llave» que coincide – una molécula objetivo específica.

Para probar que el sistema funciona como se esperaba, el equipo lo usó para detectar el anticuerpo que se une a la insulina, un mecanismo importante en el diagnóstico de la diabetes. Sin embargo, el equipo dice que el diseño del sistema también puede aplicarse fácilmente en la detección de una gama mucho más amplia de moléculas biológicas.

El coautor del estudio, el profesor Joshua Edel, del Departamento de Química de Imperial, dijo:»Hemos demostrado que podemos imprimir un polímero en la entrada del nanoporo con la forma de la’ cerradura’ natural a la molécula’ clave’ que estamos buscando, imitando receptores biológicos».

Apertura y cierre de la puerta biológica

Los investigadores también agregaron otra característica al nuevo sistema para resolver otro problema en la detección de nanoporos: si las moléculas pasan demasiado rápido a través del nanoporo, es posible que no sean detectadas.

Añadieron un electrodo unido al recubrimiento de polímero del poro, formando un transistor de nanoescala, al cual se le podía aplicar un voltaje. Esto hace que el poro actúe como una puerta – la tensión aplicada puede «abrir» o «cerrar» la puerta, controlando el transporte de moléculas a través del poro.

El Dr. Aleksandar Ivanov, del Departamento de Química de Imperial, dijo:»Ahora tenemos un biosensor verdaderamente afinable. Añadiendo nueva complejidad al sistema podemos controlar el transporte de moléculas y disponer de más tiempo para estudiar una molécula específica «.

El profesor Yuri Korchev, del Departamento de Medicina de Imperial, añadió:»El sistema completo combina concentración, velocidad y selectividad ajustables, lo que será clínicamente relevante en la búsqueda de proteínas raras como tipos específicos de anticuerpos y moléculas de ADN».

 

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Fuentes & Referencias
imperial.ac.ukphys.org