Biosensores para el diagnóstico del cáncer de vejiga
A pesar de los avances tecnológicos, se siguen utilizando metodologías tradicionales como los análisis ELISA de forma rutinaria en la práctica clínica para el diagnóstico del cáncer. No obstante, estas pruebas requieren mucho tiempo y poseen una baja sensibilidad, por lo que se requieren soluciones alternativas relevantes desde el punto de vista clínico para el cribaje temprano en personas con alto riesgo de sufrir cáncer. Científicos participantes en el proyecto BlaC E-assay, financiado con fondos europeos, propusieron el desarrollo de biosensores, dispositivos utilizados ampliamente en aplicaciones biomédicas para detectar moléculas específicas en muestras biológicas. Para detectar la molécula objetivo, los biosensores emplean biorreceptores como anticuerpos, oligonucleótidos o enzimas que generan una señal, por ejemplo calor, luz o un cambio de pH. A través de un transductor, el acto de biorreconocimiento se convierte en una señal óptica o eléctrica proporcional a los niveles de la molécula medida. Los biosensores electromecánicos se utilizan frecuentemente en sistemas de control en el domicilio de la glucemia en pacientes diabéticos, así como para la supervisión medioambiental, la seguridad alimentaria y el descubrimiento de fármacos. El objetivo de BlaC E-assay era obtener un sistema de diagnóstico inmediato fiable para el cáncer que integrase tecnologías electroquímicas y de microfluidos. Un novedoso biosensor para la detección de biomarcadores Los sensores electroquímicos existentes prometen una utilización sencilla, fiabilidad y una elevada sensibilidad, pero a menudo sufren problemas como señales de fondo o falta de especificidad y de selectividad en las muestras clínicas. Dado que la selectividad es la característica más importante de un biosensor de diagnóstico, los científicos estudiaron detenidamente las moléculas de biorreconocimiento seleccionadas. «El sistema BlaC E-assay es una plataforma genérica y se puede adaptar a diversas pruebas diagnósticas, siempre que haya un elemento de biorreconocimiento disponible, como un anticuerpo o un aptámero de ADN», explica el doctor Estrela, coordinador del proyecto. «Nuestros esfuerzos se concentraron en la detección de varios biomarcadores de proteínas del cáncer de vejiga y de mama», añade. Para superar la inestabilidad de los anticuerpos, los científicos buscaron elementos de biorreconocimiento alternativos, como aptámeros de oligonucleótidos sintéticos. Estos están disponibles en forma de ARN o ADN monocatenario y han sido diseñados para unir objetivos específicos, como proteínas. El dispositivo de mesa de BlaC E-assay incluye cámaras de detección y de ensayo independientes con un innovador diseño de microfluidos y química de superficies, combinado con técnicas de detección electromecánicas. Aunque no se ha probado en un entorno clínico, se han obtenido resultados muy prometedores con muestras comerciales de suero sanguíneo enriquecidas con los biomarcadores correspondientes. El biosensor de BlaC E-assay obtuvo resultados precisos y reproducibles. Los investigadores también abordaron la sensibilidad y resolución del dispositivo. En un entorno clínico, los biosensores deben demostrar una elevada sensibilidad de detección de moléculas en concentraciones del orden de nanogramos por mililitro. Además, deben poseer resolución suficiente respondiendo proporcionalmente a los niveles de analitos. El futuro de los biosensores en el diagnóstico de enfermedades A pesar de la extensa investigación durante los últimos cincuenta años, los biosensores disponibles en el mercado son extremadamente limitados, a excepción de las pruebas de embarazo de flujo lateral y los biosensores de glucosa electroquímicos. Algunos de los obstáculos a la aplicación clínica son las dificultades para reunir equipos de diferentes disciplinas, traducir la investigación académica en prototipos viables comercialmente y superar complejas cuestiones reglamentarias. Con nanomateriales novedosos y tecnologías de microfabricación, el futuro de los biosensores en el diagnóstico biomédico sin duda parece prometedor. El nicho de aplicación del diagnóstico de enfermedades se amplía continuamente y los avances en el desarrollo de biosensores sin duda contribuirán al diagnóstico de numerosas enfermedades. Tras la demostración del principio, el doctor Estrela espera obtener financiación adicional para desarrollar un prototipo del dispositivo que se pueda realizar en miniatura y promocionar en el sector para su comercialización.
Palabras clave
BlaC E-assay, biosensor, cáncer, electroquímico, biomarcador, biorreceptor
