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Nanopartículas de oro ofrecen una mayor sensibilidad diagnóstica

Las nanopartículas biomiméticas podrían revolucionar el diagnóstico médico y abrir la puerta a la próxima generación de fármacos antivíricos.

Salud

Las monocapas autoorganizadas (SAM, por sus siglas en inglés) —capas de moléculas orgánicas que se ensamblan espontáneamente sobre superficies— son un elemento importante de la nanotecnología moderna. Sus posibles aplicaciones incluyen la fabricación de películas aislantes extremadamente delgadas y dispositivos electrónicos nanométricos. «Las monocapas autoorganizadas reversibles (rSAM, por sus siglas en inglés) son capaces de organizarse de forma reversible sobre superficies cargadas para formar capas definidas molecularmente», señala Börje Sellergren, coordinador del proyecto rSAMs-NANO y profesor de Tecnología Biomédica en la Universidad de Malmö (Suecia). «Este comportamiento les confiere algunas propiedades potencialmente interesantes». En particular, Sellergren y Yulia Sergeeva, beneficiaria de una beca de investigación individual Marie Skłodowska-Curie, estaban interesados en saber si las rSAM podrían aplicarse para imitar la forma en que las células interactúan con su entorno o cuando encuentran agentes patógenos. Dicha aplicación podría resultar muy útil en los campos de la ingeniería de tejidos y la biodetección, y, con el tiempo, en el desarrollo de formas de inhibir las interacciones entre virus y hospedadores. «Los potenciales beneficios clave que identificamos empleando rSAMs fueron la robustez, la facilidad de fabricación y unos plazos de entrega cortos combinados con un bajo coste», comenta Sellergren. «Por ejemplo, las pruebas basadas en antígenos de virus dependen actualmente de anticuerpos caros y, a menudo, difíciles de producir. Superar estos obstáculos podría acelerar las acciones de respuesta a pandemias y aumentar la disponibilidad de pruebas a escala mundial».

Técnicas diagnósticas sensibles

Así, en el proyecto rSAMs-NANO, se dedicaron a examinar si la aplicación de las rSAM podría mejorar las técnicas terapéuticas y de diagnóstico médico existentes. Sellergren explica: «Esta investigación se inspiró en un trabajo publicado anteriormente sobre inhibidores de patógenos basados en nanopartículas. Por ejemplo, se demostró que nanopartículas de oro decoradas con glicanos poseen prometedoras propiedades inhibidoras sobre partículas de bacterias y virus». Estas nanopartículas carecían de las características dinámicas y biomiméticas de las rSAM. Para demostrar su hipótesis, el equipo del proyecto depositó rSAMs en forma de cubiertas adaptables sobre nanopartículas de oro para ver si podría lograrse una mayor sensibilidad diagnóstica. «Investigamos de forma sistemática la influencia del tamaño de la nanopartícula de oro, las propiedades de la capa de anclaje y la composición de las rSAM sobre la estabilidad de las partículas núcleo-cubierta», añade Sellergren, cuya investigación recibió el apoyo del programa de Acciones Marie Skłodowska-Curie. «Pudimos identificar una combinación única que nos permitió lograr estabilidad». La eficacia de estas nanopartículas dinámicas de cubierta a la hora de detectar infecciones se probó empleando proteínas de la cápside y partículas de virus inactivos. Por ejemplo, los sensores de nanopartículas se validaron ante distintas cepas del virus de la gripe. En estos experimentos, el proyecto descubrió que las nanopartículas con ligando modificado presentaban una fuerte interacción con sus receptores. «Además, la movilidad de los ligandos reforzó considerablemente la unión objetivo». Esto, a su vez, dio lugar a unas sensibilidades de detección que superaron las registradas con receptores alternativos como los anticuerpos. «En última instancia, logramos demostrar que podríamos producir nanopartículas de cubierta rSAM con núcleo de oro estables», afirma Sellergren. «Y, posteriormente, se demostró que estas presentaban una fuerte interacción con sus receptores».

Gran avance en la biodetección

Estos hallazgos podrían representar un gran avance en la biodetección biomimética, así como en técnicas diagnósticas. Los materiales pioneros del proyecto han sido patentados por sus inventores y son explotados por una pequeña empresa emergente creada tras la conclusión del proyecto. En la actualidad, se están negociando acuerdos de licencia. Las técnicas pioneras desarrolladas a través del proyecto rSAMs-NANO teóricamente podrían emplearse también para inhibir la entrada de virus mediante el bloqueo del receptor en las primeras fases de la infección. Esta aplicación podría resultar de interés para el sector farmacéutico, con miras a desarrollar eventualmente fármacos antivíricos de próxima generación. Y Sellergren añade: «Gracias a este proyecto del programa de Acciones Marie Skłodowska-Curie, también tratamos de respaldar a un investigador con capacidades excepcionales en este campo. Estas capacidades se correspondían a la perfección con lo que necesitábamos para poder avanzar hacia nuestros objetivos».

Palabras clave

rSAMs-NANO, nanotecnología, SAM, biomimética, virus, célula, oro, nanopartículas

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