Detección de cambios en la estructura de las moléculas
La nanotecnología y el diseño de dispositivos cada vez más pequeños constituyen un avance de envergadura en muchos ámbitos como por ejemplo el diagnóstico molecular. Las micropalancas (microcantilever, MC), dispositivos similares a trampolines microscópicos, se encuentran actualmente disponibles en diversas configuraciones en función de su aplicación y presentan un gran interés para la investigación farmacéutica. Al integrarlos en sistemas microelectromecánicos (SMEM) que transducen una señal mecánica a otra eléctrica, los sensores MC resultantes detectan cambios físicos, mecánicos o biológicos que varían la inclinación o la frecuencia vibratoria de la palanca. Cabe destacar que el sistema de detección no requiere marcaje previo y, además, es sensible, directo y se obtienen los resultados a tiempo real. Los científicos utilizaron los sensores MC en el proyecto NASPE («Nanomechanical screening of pharmaceutical entities»), financiado con fondos europeos. Los MC permitieron detectar transformaciones mecánicas energéticas mediante interacciones de reconocimiento biomolecular en superficie y cambios conformacionales tras la unión. El equipo del proyecto diseñó MC de plástico, que resultaban más económicos y sólidos que los de silicio, y utilizó tanto los de plástico como los de silicio en estudios experimentales. Posteriormente, se funcionalizaron ambos dispositivos con un polímero patentado que inmoviliza las moléculas receptoras en la cara superior del MC para permitir el reconocimiento de analitos. En las investigaciones de campo se estudiaron los cambios conformacionales de la proteína beta-2 microglobulina. El plegamiento incorrecto de esta proteína causa un tipo de amiloidosis (acumulación de fibrillas de amiloide en órganos) asociada a diálisis. Gracias a los MC de silicio, los científicos identificaron en una quimioteca de doscientos compuestos seleccionados un cabeza de serie como posible fármaco para estabilizar la proteína y evitar la formación de fibrillas. Este estudio fue el primero en utilizar la unión de un ligando de bajo peso molecular (fármaco) a una proteína en el diseño de medicamentos, por lo que sentó precedentes. Los resultados de NAPSE demostraron la importancia de los biosensores MC en el diseño de fármacos, ya que permitían acelerar considerablemente el proceso y, además, consolidarán la posición de liderazgo de la Unión Europea en este campo. Por otro lado, este estudio ha sentado las bases para el diseño de kit farmacéuticos de MC que, se espera, permitan descubrir nuevos tratamientos para numerosas patologías que afectan a millones de personas.
